Question

11．mg的铜投入l00ml某浓度HNO₃中，铜完全溶解，共收集到672ml NO、NO₂混合气体（标准状况）．向反应后的溶液中滴入100m1 8mol/L NaOH溶液时沉淀达到最大；将盛有反应生成气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下的O₂ 448ml，恰好使气体完全溶于水中．则下列有关说法正确的是（　　）

• A． m的值为2.56
• B． 反应之前硝酸溶液的浓度为8 mol/L
• C． NO与NO₂混合气中NO与NO₂的体积之比为l：5
• D． 沉淀的最大质量为（m+0.8x17）g

Answer 1

分析 m g的铜投入某浓度HNO₃中，铜完全溶解，共收集到NO、NO₂混合气体（标准状况）．将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下的O₂448ml，恰好使气体完全溶于水中，反应又得到硝酸，纵观整个过程Cu提供的电子等于氧气获得的电子．向反应后的溶液中滴入NaOH溶液时沉淀达到最大，此时溶液中溶质为NaNO₃，由电荷守恒可知，铜提供电子物质的量等于沉淀中氢氧根离子物质的量．
A．根据电子转移守恒计算n（Cu），再根据m=nM计算Cu的质量；
B．向反应后的溶液中滴入NaOH溶液时沉淀达到最大，此时溶液中溶质为NaNO₃，根据钠离子守恒n（NaNO₃）=n（NaOH），根据氮元素守恒n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO、NO₂）；
C．根据电子转移守恒、二者总体积列方程计算各自物质的量，相同体积气体体积之比等于其物质的量之比；
D．沉淀质量等于Cu的质量与氢氧根离子质量之和．

解答 解：m g的铜投入某浓度HNO₃中，铜完全溶解，共收集到NO、NO₂混合气体（标准状况）．将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下的O₂448ml，恰好使气体完全溶于水中，反应又得到硝酸，纵观整个过程Cu提供的电子等于氧气获得的电子，氧气物质的量为$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，故Cu提供电子为0.02mol×4=0.08mol，向反应后的溶液中滴入NaOH溶液时沉淀达到最大，此时溶液中溶质为NaNO₃，由电荷守恒可知，铜提供电子物质的量等于沉淀中氢氧根离子物质的量，即沉淀中氢氧根离子为0.08mol．
A．根据电子转移守恒n（Cu）=$\frac{0.08mol}{2}$=0.04mol，则Cu的质量为0.04mol×64g/mol=2.56g，故A正确；
B．向反应后的溶液中滴入NaOH溶液时沉淀达到最大，此时溶液中溶质为NaNO₃，根据钠离子守恒n（NaNO₃）=n（NaOH）=0.1L×8mol/L=0.8mol，NO、NO₂混合气体总物质的量为$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，根据氮元素守恒n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO、NO₂）=0.8mol+0.03mol=0.83mol，故反应之前硝酸溶液的浓度为$\frac{0.83mol}{0.1L}$=8.3mol/L，故B错误；
C．设NO、NO₂的物质的量分别为xmol、ymol，则：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.03}\\{3x+y=0.08}\end{array}\right.$，解得x=0.025，y=0.005，故NO与NO₂的体积之比为5：1，故C错误；
D．沉淀质量等于Cu的质量与氢氧根离子质量之和，即沉淀质量为（m+0.08×17）g，故D错误，
故选A．

点评 本题考查氧化还原反应计算、混合物计算等，注意电子转移守恒与原子守恒应用，侧重考查学生分析计算能力，难度中等．