Question

11．將5.6g Cu、Mg合金投入到一定量的硝酸中，金屬與硝酸恰好完全反應，共收集到標準狀況下混合氣體VL（HNO₃被還原為NO和NO₂）；若向反應后的溶液中加入足量氫氧化鈉溶液，待金屬元素全部沉淀后，再將沉淀過濾、洗凈、干燥后稱量質量為10.7g，則下列分析正確的是（　　）

• A． 沉淀中氫氧根的質量為5.1g
• B． V為2.24L
• C． Cu的物質的量為0.1mol
• D． 反應后溶液呈中性

Answer 1

分析 反應后的溶液中加入足量氫氧化鈉溶液，金屬元素全部沉淀，得到的沉淀是Cu（OH）₂和Mg（OH）₂的混合物，質量增加量為沉淀中OH^-的質量，計算氫氧根的物質的量，由電荷守恒可知，金屬提供電子等于沉淀中氫氧根的物質的量，采用極值法計算：假設得到的氣體全是NO，假設得到的氣體全是NO₂，根據電子轉移守恒計算氣體物質的量，再計算生成氣體體積，混合氣體體積在二者之間；設混合物中Cu、Mg的物質的量分別為x、y，則根據質量可得64x+24y=5.6g，根據電子守恒可得2x+2y=0.3mol，據此計算出銅的物質的量．

解答 解：反應后的溶液中加入足量氫氧化鈉溶液，金屬元素全部沉淀，得到的沉淀是Cu（OH）₂和Mg（OH）₂的混合物，質量增加量為沉淀中OH^-的質量，所以m（OH^-）=10.7g-5.6g=5.1g，則n（OH^-）=$\frac{5.1g}{17g/mol}$=0.3 mol，由電荷守恒可知，金屬提供電子等于沉淀中氫氧根的物質的量，即Cu、Mg共失去0.3 mol電子，
A．根據分析可知，沉淀中氫氧根的質量為5.1g，故A正確；
B．假設得到的氣體全是NO，由電子轉移守恒可知，n（NO）=$\frac{0.3mol}{5-2}$=0.1mol，所以NO體積是：0.1 mol×22.4 L/mol=2.24 L，
假設得到的氣體全是NO₂，由電子轉移守恒可知，n（NO₂）=$\frac{0.3mol}{5-4}$=0.3mol，所以NO₂體積是：0.3 mol×22.4 L/mol=6.72 L，
因為得到是混合氣體，因此體積在二者之間，即2.24＜V＜6.72，故B錯誤；
C．設混合物中Cu、Mg的物質的量分別為x、y，則64x+24y=5.6g、2x+2y=0.3mol，解得：0.05mol、y=0.1mol，即：銅的物質的量為0.05mol，故C錯誤；
D．反應后生成硝酸鎂、硝酸銅，銅離子部分水解，溶液呈酸性，故D錯誤；
故選A．

點評 本題考查了混合物反應計算，題目難度中等，利用守恒思想計算，避免難以確定Fe反應后的價態，明確氫氧根離子所帶電荷等于金屬失去的電子為解答關鍵，試題培養了學生的化學計算能力．