Question

16．向27.2gCu和Cu₂O的混合物中加入某濃度的稀硝酸0.5L，固體物質(zhì)完全反應(yīng)，生成NO 和Cu（NO₃）₂．在所得溶液中加入1.0mol/L 的NaOH溶液1.0L，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，經(jīng)洗滌、干燥、灼燒，得到黑色固體質(zhì)量為32g．下列有關(guān)說法不正確的是（　　）

• A． 原混合物中含氧原子的質(zhì)量為1.6g
• B． 原硝酸的物質(zhì)的量濃度為2.0mol/L
• C． 反應(yīng)中產(chǎn)生標(biāo)況下NO的體積為4.48L
• D． 固體物質(zhì)溶解后剩余HNO₃為0.2mol

Answer 1

分析 在所得溶液中加入NaOH溶液后，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，溶液中溶質(zhì)為NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.0L=1mol，經(jīng)洗滌、干燥、灼燒，得到黑色固體質(zhì)量為32g是氧化銅的質(zhì)量，物質(zhì)的量為$\frac{32g}{80g/mol}$=0.4mol，根據(jù)銅元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n（CuO），所以反應(yīng)后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n（CuO）=0.4mol．
A．令Cu和Cu₂O的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量及Cu元素物質(zhì)的量列方程計算，原混合物中含氧原子的質(zhì)量；
B．根據(jù)N元素守恒可知原硝酸溶液n（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃），根據(jù)Na元素可知n（NaNO₃）=n（NaOH），再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算；
C．令Cu和Cu₂O的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量及Cu元素物質(zhì)的量列方程計算，利用電子轉(zhuǎn)移守恒計算n（NO），再根據(jù)V=nVm計算NO的體積；
D．根據(jù)N元素守恒，可知n_剩余（HNO₃）+2n[[Cu（NO₃）₂]=n（NaNO₃），根據(jù)Na元素可知n（NaNO₃）=n（NaOH）．

解答 解：在所得溶液中加入NaOH溶液后，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，溶液中溶質(zhì)為NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.0L=1mol，經(jīng)洗滌、干燥、灼燒，得到黑色固體質(zhì)量為32g是氧化銅的質(zhì)量，物質(zhì)的量為$\frac{32g}{80g/mol}$=0.4mol，根據(jù)銅元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n（CuO），所以反應(yīng)后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n（CuO）=0.4mol．
設(shè)Cu和Cu₂O的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量有 64x+144y=27.2，根據(jù)銅元素守恒有x+2y=0.4，聯(lián)立方程解得x=0.2，y=0.1，
A．因為氧化亞銅的質(zhì)量為0.1mol，所以混合體系中氧原子的質(zhì)量為1.6g，故A正確；
B．根據(jù)N元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃）=0.2mol+1.0mol/L×1.0L=1.2mol，所以原硝酸溶液的濃度為$\frac{1.2mol}{0.5L}$=2.4mol/L，故B錯誤；
C．根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知：3n（NO）=2n（Cu）+2n（Cu₂O），所以3n（NO）=2×0.2mol+2×0.1mol，解得n（NO）=0.2mol，所以如果在標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO的體積為0.2mol×22.4L/mol=4.48L，故C正確；
D．反應(yīng)后的溶液中加入氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉與硝酸銅反應(yīng)，剩余的氫氧化鈉與硝酸反應(yīng)，最后為硝酸鈉溶液，根據(jù)氮元素守恒可知反應(yīng)后溶液中n（HNO₃）+2n[[Cu（NO₃）₂]=n（NaNO₃），所以n（HNO₃）=n（NaNO₃）-2n[[Cu（NO₃）₂]=1mol-2×0.4mol=0.2mol，故D正確；
故選B．

點評 本題考查銅及其化合物知識、氧化還原反應(yīng)的計算，難度較大，清楚反應(yīng)過程，充分利用守恒計算是解題的關(guān)鍵．