Question

13．向27.2gCu和Cu₂O的混合物中加入2mo1/L的稀硝酸0.6L，固體物質完全反應，生成NO和Cu（NO₃）₂． 在所得溶液中加入2.0mol/L的Na0H溶液，此時溶液呈中性，金屬離子完全沉淀，沉淀質量為39.2g，下列有關說法正確的是（　　）

• A． 消耗NaOH溶液的體積為0.5L
• B． 產生氣體的體積一定是4.48L
• C． Cu、Cu₂O與硝酸反應后剩余為0.5mol
• D． Cu、Cu₂O的物質的量之比是1：2

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，沉淀為Cu（OH）₂，質量為39.2g，物質的量為$\frac{39.2g}{98g/mol}$=0.4mol，根據銅原子守恒，反應后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.4mol，根據銅元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，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．利用電子轉移守恒計算n（NO），根據N元素守恒可知：n_原（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃），根據Na元素可知n（NaNO₃）=n（NaOH），再根據V=$\frac{n}{c}$計算需要NaOH溶液體積；
B．NO不一定處于標況下；
C．根據N元素守恒，可知n_剩余（HNO₃）+2n[[Cu（NO₃）₂]=n（NaNO₃）；
D．根據分析可知Cu、Cu₂O的物質的量之比．

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，沉淀為Cu（OH）₂，質量為39.2g，物質的量為$\frac{39.2g}{98g/mol}$=0.4mol，根據銅原子守恒，反應后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.4mol，根據銅元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，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．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，根據N元素守恒可知n_原（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃）=0.2mol+n（NaNO₃）=2mol/L×0.6L=1.2mol，所以n（NaNO₃）=1mol，根據Na元素可知n（NaOH）=n（NaNO₃）=1mol，需要NaOH溶液體積為$\frac{1mol}{2mol/L}$=0.5L，故A正確；
B．生成的NO為0.2mol，但不一定是標況下，其體積不一定為4.48L，故B錯誤；
C．反應后的溶液中加入氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉與硝酸銅反應，剩余的氫氧化鈉與硝酸反應，最后為硝酸鈉溶液，根據氮元素守恒可知反應后溶液中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C錯誤；
D．由上述分析可知，n（Cu）：n（Cu₂O）=0.2mol：0.1mol=2：1，故D錯誤，
故選：A．

點評 本題考查混合物計算、氧化還原反應的計算，需要學生清楚反應過程，充分利用守恒思想進行解答，較好的考查學生分析計算能力，B選項為易錯點，學生容易忽略NO不一定是標況下．