Question

16．7.5g镁铝合金完全溶解于100mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中得到NO₂和NO的混合气体11.2L（标准状况），向反应后的溶液中加入3.0mol/LNaOH溶液，当金属离子恰好完全沉淀时，得到19.4g沉淀，下列说法不正确的是（　　）

• A． 该合金中铝与镁的物质的量之比是2：1
• B． 该浓硝酸中HNO₃的物质的量浓度是14.0mol/L
• C． NO₂和NO的混合气体中，NO的体积分数是20%
• D． 得到19.4g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是300mL

Answer 1

分析 金属离子全部沉淀时，得到19.4g沉淀为氢氧化铝、氢氧化镁，则沉淀中氢氧根离子的质量为：19.4g-7.5g=11.9g，氢氧根离子的物质的量为$\frac{11.9g}{17g/mol}$=0.7mol，根据电荷守恒可知，金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量，设铜、镁合金中Al、Mg的物质的量分别为xmol、ymol，则：3x+2y=0.7、27x+24y=7.5，解得：x=0.1，y=0.2；
密度为1.40g•mL^-1、质量分数为63%的浓硝酸的物质的量浓度为：c=$\frac{100ρw}{M}$=$\frac{1000×1.40×63%}{63}$mol/L=14.0mol/L，100mL该硝酸中含有硝酸的物质的量为：14.0mol/L×0.1L=1.4mol，
A．根据以上分析计算出铝与镁的物质的量之比；
B．根据以上计算结果进行判断；
C．根据n=$\frac{V}{Vm}$计算NO₂和NO混合气体的物质的量，设NO的物质的量为amol，根据电子转移列方程计算；
D．反应后溶质为硝酸钠，根据氮元素守恒计算硝酸钠的物质的量，根据钠离子守恒可知n（NaOH）=n（NaNO₃），再根据V=$\frac{n}{c}$计算需要氢氧化钠溶液的体积．

解答 解：金属离子全部沉淀时，得到19.4g沉淀为氢氧化铝、氢氧化镁，则沉淀中氢氧根离子的质量为：19.4g-7.5g=11.9g，氢氧根离子的物质的量为$\frac{11.9g}{17g/mol}$=0.7mol，根据电荷守恒可知，金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量，设铜、镁合金中Al、Mg的物质的量分别为xmol、ymol，则：3x+2y=0.7、27x+24y=7.5，解得：x=0.1，y=0.2；
密度为1.40g•mL^-1、质量分数为63%的浓硝酸的物质的量浓度为：c=$\frac{100ρw}{M}$=$\frac{1000×1.40×63%}{63}$mol/L=14.0mol/L，100mL该硝酸中含有硝酸的物质的量为：14.0mol/L×0.1L=1.4mol，
A．根据分析可知，合金中Al与Mg的物质的量之比是0.1mol：0.2mol=1：2，故A错误；
B．密度为1.40g•mL^-1、质量分数为63%的浓硝酸的物质的量浓度为：c=$\frac{100ρw}{M}$=$\frac{1000×1.40×63%}{63}$mol/L=14.0mol/L，故B正确；
C．NO₂和NO混合气体的物质的量为：$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，设NO的物质的量为amol，则NO₂的物质的量为（0.5-a）mol，根据电子转移守恒可知，a×3+（0.5-a）×1=0.7，解得a=0.1，NO的体积分数为：$\frac{0.1mol}{0.5mol}×100%$=20%，故C正确；
D．反应后溶质为硝酸钠，根据氮元素守恒可知，硝酸钠的物质的量为：1.4mol-0.1mol-0.4mol=0.9mol，故需要氢氧化钠溶液的体积为：$\frac{0.9mol}{3mol/L}$=0.30L=300mL，故D正确；
故选A．

点评 本题考查混合物的有关计算，难度中等，理解反应发生的过程为解答关键，是对学生综合能力的考查，注意根据守恒思想在化学计算中的应用方法．