Question

7．向27.2g Cu和Cu₂O的混合物中加入某濃度的稀硝酸0.5L，固體物質完全反應，生成NO和Cu（NO₃）₂．在所得溶液中加入1.0molL^-1的NaOH溶液1.0L，此時溶液呈中性，金屬銅離子已完全沉淀，沉淀質量為39.2g．下列有關說法不正確的是（　　）

• A． Cu與Cu₂O的物質的量之比為2：1
• B． 沉淀為氫氧化銅
• C． 產生的NO在標準狀況下的體積為4.48 L
• D． Cu、Cu₂O與硝酸恰好完全反應

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，溶液中溶質為NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.0L=1mol，沉淀為Cu（OH）₂，質量為39.2g，物質的量為：$\frac{39.2g}{98g/mol}$=0.4mol，根據銅元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，所以反應后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.4mol；
設Cu和Cu₂O的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者質量及Cu元素物質的量列方程計算，利用電子轉移守恒計算n（NO），再根據V=nVm計算NO的體積及Cu與Cu₂O的物質的量之比，據此進行解答．

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，溶液中溶質為NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.0L=1mol，沉淀為Cu（OH）₂，質量為39.2g，物質的量為：$\frac{39.2g}{98g/mol}$=0.4mol，根據銅元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，所以反應后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.4mol，
設Cu和Cu₂O的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者質量有 64x+144y=27.2，根據銅元素守恒有x+2y=0.4，聯立方程解得：x=0.2、y=0.1，
A．由上述分析可知，n（Cu）：n（Cu₂O）=0.2mol：0.1mol=2：1，故A正確；
B．銅離子與氫氧化鈉反應生成氫氧化銅沉淀，故B正確；
C．根據電子轉移守恒可知：3n（NO）=2n（Cu）+2n（Cu₂O），所以3n（NO）=2×0.2mol+2×0.1mol，解得：n（NO）=0.2mol，所以標準狀況下NO的體積為：0.2mol×22.4L/mol=4.48L，故C正確；
D．生成氫氧化銅沉淀的物質的量為0.4mol，生成0.4mol氫氧化銅需要消耗NaOH的物質的量為0.8mol，而1.0L 1.0molL^-1的NaOH溶液中含有NaOH的物質的量為1mol＞0.8mol，說明有0.2molNaOH與硝酸發生反應，則Cu、Cu₂O與硝酸的反應中硝酸過量，故D錯誤；
故選D．

點評 本題考查混合物反應的計算、氧化還原反應的計算，題目難度較大，明確反應過程，充分利用守恒計算是解題的關鍵，試題培養了學生的化學計算能力．