Question

20．1.52g銅鎂合金完全溶解于50mL 密度為1.40g/mL、質量分數為63%的濃硝酸中，得到NO₂和N₂O₄的混合氣體1 120mL （標準狀況），向反應后的溶液中加入1.0mol/L NaOH溶液，當金屬離子全部沉淀時，得到2.54g沉淀，下列說法不正確的是（　　）

• A． 得到2.54 g沉淀時，加入NaOH溶液的體積是600 mL
• B． 該濃硝酸中HNO₃的物質的量濃度是14.0 mol/L
• C． NO₂和N₂O₄ 的混合氣體中，NO₂的體積分數是80%
• D． 該合金中銅與鎂的物質的量之比是2：1

Answer 1

分析 金屬離子全部沉淀時，得到2.54g沉淀為氫氧化銅、氫氧化鎂，故沉淀中氫氧根的質量為：2.54g-1.52g=1.02g，氫氧根的物質的量為$\frac{1.02g}{17g/mol}$=0.06mol，根據電荷守恒可知，金屬提供的電子物質的量等于氫氧根的物質的量，設銅、鎂合金中Cu、Mg的物質的量分別為xmol、ymol，則：
$\left\{\begin{array}{l}{2x+2y=0.06}\\{64x+24y=1.52}\end{array}\right.$，解得：x=0.02，y=0.01，
A．反應后溶質為硝酸鈉，根據氮元素守恒計算硝酸鈉的物質的量，根據鈉離子守恒可知n（NaOH）=n（NaNO₃），再根據V=$\frac{n}{c}$計算需要氫氧化鈉溶液的體積；
B．根據c=$\frac{1000ρω}{M}$計算該濃硝酸的物質的量濃度；
C．根據n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算NO₂和N₂O₄混合氣體的物質的量，設二氧化氮的物質的量為amol，根據電子轉移列方程計算；
D．根據分析計算出合金中銅與鎂的物質的量之比．

解答 解：金屬離子全部沉淀時，得到2.54g沉淀為氫氧化銅、氫氧化鎂，故沉淀中氫氧根的質量為：2.54g-1.52g=1.02g，氫氧根的物質的量為$\frac{1.02g}{17g/mol}$=0.06mol，根據電荷守恒可知，金屬提供的電子物質的量等于氫氧根的物質的量，設銅、鎂合金中Cu、Mg的物質的量分別為xmol、ymol，則：
$\left\{\begin{array}{l}{2x+2y=0.06}\\{64x+24y=1.52}\end{array}\right.$，解得：x=0.02，y=0.01，
A．反應后溶質為硝酸鈉，根據氮元素守恒可知，硝酸鈉的物質的量為0.05L×14mol/L-0.04mol-（0.05-0.04）×2=0.64mol，根據鈉離子守恒可知n（NaOH）=n（NaNO₃）=0.64mol，故需要氫氧化鈉溶液的體積為$\frac{0.64mol}{1mol/L}$=0.64L=640mL，故A錯誤；
B．該濃硝酸密度為1.40g/mL、質量分數為63%，故該濃硝酸的物質的量濃度為$\frac{1000×1.4×63%}{63}$mol/L=14mol/L，故B正確；
C．NO₂和N₂O₄混合氣體的物質的量為$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，設二氧化氮的物質的量為amol，則四氧化二氮的物質的量為（0.05-a）mol，根據電子轉移守恒可知，a×1+（0.05-a）×2×1=0.06，解得a=0.04，混合氣體中NO₂的體積分數是：$\frac{0.04mol}{0.05mol}$×100%=80%，故C正確；
D．關鍵分析可知，合金中銅與鎂的物質的量之比是0.02mol：0.01mol=2：1，故D正確；
故選A．

點評 本題考查混合物的有關計算，題目難度中等，明確反應發生的實質為解答關鍵，注意根據守恒思想進行的解答，試題培養了學生的分析能力及化學計算能力．