Question

10．將一定質(zhì)量的鎂銅合金加入到稀硝酸中，兩者恰好完全反應(yīng)，假設(shè)反應(yīng)過(guò)程中還原產(chǎn)物全是NO，向所得溶液中加入物質(zhì)的量濃度為3mol•L^-1 NaOH溶液至沉淀完全，測(cè)得生成沉淀的質(zhì)量比原合金的質(zhì)量增加5.1g，則下列有關(guān)敘述中正確的是（　�。�

• A． 加入合金的質(zhì)量不可能為5 g
• B． 參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為0.1 mol
• C． 沉淀完全時(shí)消耗NaOH溶液的體積為150 mL
• D． 溶解合金時(shí)收集到NO氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下約為2.24 L

Answer 1

分析 將一定量的鎂和銅組成的混合物加入到稀HNO₃中，金屬完全溶解（假設(shè)反應(yīng)中還原產(chǎn)物只有NO），發(fā)生反應(yīng)：3Mg+8HNO₃（�。�=3Mg（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，向反應(yīng)后的溶液中加入過(guò)量的3mol/L NaOH溶液至沉淀完全，發(fā)生反應(yīng)：Mg（NO₃）₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaNO₃、Cu（NO₃）₂+2NaOH=Cu（OH）₂↓+2NaNO₃，沉淀為氫氧化鎂和氫氧化銅，生成沉淀的質(zhì)量比原合金的質(zhì)量增加5.1g，則氫氧化鎂和氫氧化銅含有氫氧根的質(zhì)量為5.1g，氫氧根的物質(zhì)的量為：$\frac{5.1g}{17g/mol}$=0.3mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，則鎂和銅的總的物質(zhì)的量為0.15mol，
A．根據(jù)電子注意計(jì)算金屬總物質(zhì)的量，金屬的總質(zhì)量與金屬的含量有關(guān)，假定全為鎂、全為銅計(jì)算確定金屬的質(zhì)量范圍；
B．根據(jù)方程式可知參加反應(yīng)的n_{反應(yīng)}（HNO₃）=$\frac{8}{3}$n（金屬）；
C．n（NaOH）=n（OH^-），根據(jù)V=$\frac{n}{c}$計(jì)算加入的氫氧溶液的體積；
D．根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算n（NO），然后計(jì)算出標(biāo)況下一氧化氮的體積．

解答 解：將鎂和銅組成的混合物加入到稀HNO₃中，金屬完全溶解（假設(shè)反應(yīng)中還原產(chǎn)物只有NO），發(fā)生反應(yīng)：3Mg+8HNO₃（�。�=3Mg（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，向反應(yīng)后的溶液中加入過(guò)量的3mol/L NaOH溶液至沉淀完全，發(fā)生反應(yīng)：Mg（NO₃）₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaNO₃、Cu（NO₃）₂+2NaOH=Cu（OH）₂↓+2NaNO₃，沉淀為氫氧化鎂和氫氧化銅，生成沉淀的質(zhì)量比原合金的質(zhì)量增加5.1g，則氫氧化鎂和氫氧化銅含有氫氧根的質(zhì)量為5.1g，氫氧根的物質(zhì)的量為：n（OH^-）=$\frac{5.1g}{17g/mol}$=0.3mol，根據(jù)反應(yīng)方程式可知，鎂和銅的總的物質(zhì)的量為：n=$\frac{1}{2}$×n（OH^-）=0.15mol，
A．根據(jù)反應(yīng)方程式Mg（NO₃）₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaNO₃、Cu（NO₃）₂+2NaOH=Cu（OH）₂↓+2NaNO₃可知，鎂和銅的總的物質(zhì)的量為銅離子物質(zhì)的量的一半，即：$\frac{0.3mol}{2}$=0.15mol，假定全為鎂，金屬質(zhì)量為0.15mol×24g/mol=3.6g，若全為銅，金屬質(zhì)量為：0.15mol×64g/mol=9.6g，所以參加反應(yīng)的金屬的總質(zhì)量（m）范圍為：3.6g＜m＜9.6g，則金屬質(zhì)量可能為5g，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)方程式可知參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為：n_{反應(yīng)}（HNO₃）=$\frac{8}{3}$n（金屬）=$\frac{8}{3}$×0.15mol=0.4mol，故B錯(cuò)誤；
C．反應(yīng)消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：n（NaOH）=n（OH^-）=0.3mol，則加入的氫氧化鈉溶液的體積為：V=$\frac{0.3mol}{3mol/L}$=0.1L=100mL，故C錯(cuò)誤；
D．金屬的物質(zhì)的量為0.15mol，完全反應(yīng)失去0.15mol×2=0.3mol電子，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，生成一氧化氮的物質(zhì)的量為：n（NO）=$\frac{0.3mol}{5-2}$=0.1mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.1molNO的體積為2.24L，故D正確；
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查混合物有關(guān)計(jì)算，涉及鎂銅與硝酸反應(yīng)、生成的鹽與氫氧化鈉反應(yīng)，側(cè)重于學(xué)生的得失電子守恒、質(zhì)量守恒等綜合運(yùn)用和解決復(fù)雜問(wèn)題的能力的考查，是一道考查能力的好題，難度中等．