Question

室溫下，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/LNaOH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．溶解合金時(shí)收集到NO氣體的體積為2.24L

B．加入合金的質(zhì)量可能為6.4g

C．沉淀完全時(shí)消耗NaOH溶液的體積為150mL

D．參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為0.1mol

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(yīng)，金屬、硝酸都沒(méi)有剩余，反應(yīng)中還原產(chǎn)物只有NO，發(fā)生反應(yīng)：3Mg+8HNO₃（稀）═3Mg（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；向反應(yīng)后的溶液中加入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，最終溶液為NaNO₃溶液，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，根據(jù)電荷守恒，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量等于氫氧根的物質(zhì)的量，
A．根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算n（NO），但NO所處的狀態(tài)不確定；
B．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；
C．根據(jù)守恒可知n（NaOH）=n（OH^-），根據(jù)V=

n

c

計(jì)算加入的氫氧化鈉溶液的體積；
D．根據(jù)方程式可知參加反應(yīng)的n_{反應(yīng)}（HNO₃）=

8

3

n（金屬）．

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(yīng)，金屬、硝酸都沒(méi)有剩余，反應(yīng)中還原產(chǎn)物只有NO，發(fā)生反應(yīng)：3Mg+8HNO₃（稀）═3Mg（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；向反應(yīng)后的溶液中加入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，最終溶液為NaNO₃溶液，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，根據(jù)電荷守恒，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量等于氫氧根的物質(zhì)的量，n（OH^-）=

5.1g

17g/mol

=0.3mol，
A．根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，n（NO）=

0.3mol

5-2

=0.1mol，NO所處的狀態(tài)不確定，其體積不一定是2.24L，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，鎂和銅的總的物質(zhì)的量為

0.3mol

2

=0.15mol，假定全為鎂，質(zhì)量為0.15mol×24g/mol=3.6g，若全為銅，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）為3.6g＜m＜9.6g，故B正確；
C．根據(jù)守恒可知n（NaOH）=n（OH^-）=0.3mol，加入的氫氧化鈉溶液的體積=

0.3mol

3mol/L

=0.1L=100mL，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)方程式可知參加反應(yīng)的n_{反應(yīng)}（HNO₃）=

8

3

n（金屬）=

8

3

×0.15mol=0.4mol，故D錯(cuò)誤，
故選B．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查混合物有關(guān)計(jì)算，綜合考查學(xué)生運(yùn)用得失電子守恒、質(zhì)量守恒等解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，難度較大．