Question

2．將一定質量的鎂、銅合金加入到稀硝酸溶液中，兩者恰好完全反應，假設反應過程中還原產物全部是NO，向所得溶液中加入物質的量濃度為3mol•L^-1的NaOH溶液至沉淀完全，測得生成沉淀的質量比原合金的質量增加5.1g，則下列有關敘述中正確的是（　�。�

• A． 開始加入合金的質量可能為3.6g
• B． 參加反應的硝酸的物質的量為0.1mol
• C． 沉淀完全時消耗NaOH溶液的體積為100mL
• D． 溶解合金時產生NO的體積為2.24L

Answer 1

分析 將一定量的鎂和銅合金加入到稀HNO₃中，二者恰好反應，金屬、硝酸都沒有剩余，反應中還原產物只有NO，發(fā)生反應：3Mg+8HNO₃（�。┄T3Mg（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、3Cu+8HNO₃（�。┄T3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
向反應后的溶液中加入3mol/L NaOH溶液至沉淀完全，發(fā)生反應：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，生成沉淀的質量比原合金的質量增加5.1g，則氫氧化鎂和氫氧化銅含有氫氧根的質量為5.1g，氫氧根的物質的量為$\frac{5.1g}{17g/mol}$=0.3mol，根據電子轉移守恒，則鎂和銅的總的物質的量為0.15mol，生成NO為0.1mol，
A．金屬的總質量與金屬的含量有關，假定全為鎂、全為銅計算確定金屬的質量范圍；
B．根據方程式可知參加反應的n_反應（HNO₃）=$\frac{8}{3}$n（金屬）；
C．根據V=$\frac{n}{c}$計算加入的氫氧化鈉溶液的體積；
D．根據V=nV_m計算NO的體積．

解答 解：將一定量的鎂和銅合金加入到稀HNO₃中，二者恰好反應，金屬、硝酸都沒有剩余，反應中還原產物只有NO，發(fā)生反應：3Mg+8HNO₃（�。┄T3Mg（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、3Cu+8HNO₃（�。┄T3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
向反應后的溶液中加入3mol/L NaOH溶液至沉淀完全，發(fā)生反應：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，生成沉淀的質量比原合金的質量增加5.1g，
則氫氧化鎂和氫氧化銅含有氫氧根的質量為5.1g，氫氧根的物質的量為$\frac{5.1g}{17g/mol}$=0.3mol，
根據電子轉移守恒，則鎂和銅的總的物質的量為$\frac{0.3mol}{2}$=0.15mol，生成NO為$\frac{0.3mol}{5-2}$=0.1mol，
A．鎂和銅的總的物質的量為0.15mol，假定全為鎂，質量為0.15mol×24g/mol=3.6g，若全為銅，質量為0.15mol×64g/mol=9.6g，所以參加反應的金屬的總質量（m）為3.6g＜m＜9.6g，故A錯誤；
B．根據方程式可知參加反應的n_反應（HNO₃）=$\frac{8}{3}$n（金屬）=$\frac{8}{3}$×0.15mol=0.4mol，故B錯誤；
C．加入的氫氧化鈉恰好與硝酸鎂、硝酸銅反應，由上述分析可知，加入的NaOH為0.3mol，故加入NaO溶液的體積為$\frac{0.3mol}{3mol/L}$=0.1L=100mL，故C正確；
D．標況下NO的體積為0.1mol×22.4L/mol=2.24L，而狀態(tài)不知，故D錯誤，
故選：C．

點評 本題主要考查混合物有關計算，綜合考查學生的得失電子守恒、質量守恒等綜合運用和解決復雜問題的能力，是一道考查能力的好題，難度較大，B選項可以利用氮原子守恒計算硝酸的物質的量．