Question

【題目】將Mg、Cu組成的2.64 g混合物投入到100 mL稀硝酸中完全溶解，并收集還原產物NO氣體（假設還原產物只有一種）。然后向反應后的溶液中逐滴加入2 mol·L-1NaOH溶液，下圖是生成沉淀的質量與滴入NaOH溶液體積間的關系圖。

（1）生成的NO在標況下的體積為___________L。

（2）Cu的物質的量為_________mol。

（3）稀硝酸的濃度為___________mol/L。

（4）a的值為_________。

Answer 1

【答案】 0.896 0.03 1.9 15mL

【解析】分析：由圖可知，滴加氫氧化鈉溶液，開始沒有沉淀生成，故硝酸有剩余，加入75mL氫氧化鈉溶液，沉淀為最大值，此時溶液中溶質為NaNO3，沉淀的質量為4.68g，故沉淀含有氫氧根離子的質量為4.68g-2.64g=2.04g，物質的量為0.12mol，根據電荷守恒可計算金屬提供的物質的量，根據電子轉移守恒可計算生成NO的物質的量，根據質量守恒計算金屬的質量，最后結合問題分析解答。

詳解：由圖可知，滴加氫氧化鈉溶液，開始沒有沉淀生成，故硝酸有剩余，加入75mL氫氧化鈉溶液，沉淀為最大值，此時溶液中溶質為NaNO3，沉淀的質量為4.68g，故沉淀含有氫氧根離子的質量為4.68g-2.64g=2.04g，物質的量為0.12mol，根據電荷守恒可知，金屬提供的物質的量為0.12mol，根據電子轉移守恒可知，生成NO的物質的量為0.12mol÷(52)=0.04mol。令金屬中Mg的物質的量為xmol，Cu的物質的量為ymol，根據二者質量之和與提供的電子可知，2x+2y＝0.12、24x+64y＝2.64，解得x=0.03，y=0.03，則

（1）根據以上分析可知生成的NO在標況下的體積為0.04mol×22.4L/mol＝0.896L。

（2）根據以上分析可知Cu的物質的量為0.03mol。

（3）根據原子守恒可知原硝酸的物質的量為n（NaNO3）+n（NO）=n（NaOH）+n（NO）=0.075L×2mol/L+0.04mol=0.19mol，故原硝酸的物質的量濃度為0.19mol÷0.1L=1.9mol/L；

（4）金屬混合物中Cu、Mg的物質的量都為0.03mol，利用元素守恒可知，銅離子、鎂離子消耗的氫氧根離子的物質的量為0.06mol×2=0.12mol，消耗的氫氧化鈉的體積為0.12mol÷2mol/L=0.06L=60mL，故a=75-60=15。