Question

7．將一定量銅粉加入到120mL某濃度的稀硝酸中，充分反應后，容器中剩余mg銅粉，此時共收集到NO氣體336mL（標準狀況）．然后向上述混合物中加入足量稀硫酸至不再反應為止，容器剩余銅粉n g，則加入硫酸后消耗銅粉的質量為（　　）

• A． 0.96 g
• B． 2.88 g
• C． 4.32 g
• D． 5.76 g

Answer 1

分析 銅粉加入到120mL某濃度的稀硝酸中，充分反應后，容器中剩有mg銅粉，生成Cu（NO₃）₂和NO氣體，根據電子轉移守恒計算利用NO計算參加反應的銅的物質的量，再根據銅元素守恒計算溶液中n[Cu（NO₃）₂]，再向溶液中足量稀硫酸至不再反應為止，容器剩有銅粉ng，Cu（NO₃）₂中NO₃^-發生反應3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，（m-n）為與溶液中NO₃^-反應的銅的質量，即為加入硫酸后消耗銅粉的質量，以此來解答．

解答 解：收集到標準狀況下NO氣體336mL，其物質的量為$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol，
由電子轉移守恒可知，參加反應的銅的物質的量為$\frac{0.015mol×（5-2）}{（2-0）}$=0.0225mol，
由銅元素守恒可知，溶液中n[Cu（NO₃）₂]=0.0225mol，溶液中n（NO₃^-）=0.045mol；
再向溶液中足量稀硫酸至不再反應為止，Cu（NO₃）₂中NO₃^-發生反應3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
容器剩有銅粉ng，（m-n）為與溶液中NO₃^-反應的銅的質量，令再次反應的銅的物質的量為xmol，則：
由反應3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
       3      2
      xmol   0.045mol
$\frac{3}{2}=\frac{x}{0.045mol}$，解得x=0.0675mol，
所以再次反應的銅的質量為0.0675mol×64g/mol=4.32g，即加入硫酸后消耗銅粉的質量為4.32g，
故選C．

點評 本題考查氧化還原反應的計算，為高頻考點，把握發生的氧化還原反應及電子守恒為解答的關鍵，注意守恒法的應用，側重分析與計算能力的綜合考查，題目難度不大．