Question

2．向27.2Cu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(shí)溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，沉淀質(zhì)量為39.2g．下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． Cu與Cu₂O 的物質(zhì)的量之比為1：2
• B． 產(chǎn)生的NO的體積為4.48L
• C． 硝酸的物質(zhì)的量濃度為2.6mol/L
• D． Cu、Cu₂O與硝酸反應(yīng)后剩余HNO₃為0.2mol

Answer 1

分析 在所得溶液中加入1.0mol/L 的NaOH溶液1.0L，此時(shí)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，沉淀為Cu（OH）₂，質(zhì)量為39.2g，物質(zhì)的量為$\frac{39.2g}{98g/mol}$=0.4mol，根據(jù)銅元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，所以反應(yīng)后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.4mol，
A．設(shè)Cu和Cu₂O的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量及關(guān)系式n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，列方程計(jì)算；
B．不是標(biāo)準(zhǔn)狀況下，不能使用標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積計(jì)算；
C．根據(jù)N元素守恒可知原硝酸溶液n（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃），根據(jù)A計(jì)算的Cu和Cu₂O的物質(zhì)的量，利用電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算n（NO），根據(jù)Na元素可知n（NaNO₃）=n（NaOH），再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算；
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），據(jù)此進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：在所得溶液中加入1.0mol/L 的NaOH溶液1.0L，此時(shí)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，沉淀為Cu（OH）₂，質(zhì)量為39.2g，物質(zhì)的量為$\frac{39.2g}{98g/mol}$=0.4mol，根據(jù)銅元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，所以反應(yīng)后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.4mol，
A．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，所以n（Cu）：n（Cu₂O）=0.2：0.1=2：1，故A錯(cuò)誤；
B．由B中計(jì)算可知n（NO）=0.2mol，所以標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO的體積為0.2mol×22.4L/mol=4.48L，由于沒有告訴在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，則生成氣體體積不一定為4.48L，故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)N元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃），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，根據(jù)Na元素可知n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.0L=1mol，所以n（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃）=0.2mol+1mol=1.2mol，所以原硝酸溶液的濃度為$\frac{1.2mol}{0.5L}$=2.4mol/L，故C錯(cuò)誤；
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D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查銅及其化合物知識(shí)、氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確反應(yīng)過程、充分利用守恒計(jì)算是解題的關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．