Question

9．1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g•mL^-1、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO₂和N₂O₄的混合气体 1 120mL（标准状况），向反应后的溶液中加入1.0mol•L^-1NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀．下列说法不正确的是（　　）

• A． 该合金中铜与镁的物质的量之比是1：2
• B． 该浓硝酸中HNO₃的物质的量浓度是14.0 mol•L^-1
• C． NO₂和N₂O₄的混合气体中，NO₂的体积分数是80%
• D． 得到2.54 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是640 mL

Answer 1

分析 A．金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁，故沉淀中氢氧根的质量为2.54g-1.52g=1.02g，根据n=$\frac{m}{M}$计算氢氧根的物质的量，根据电荷守恒可知，金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量，令铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol，根据提供的电子物质的量与二者质量之和列方程计算x、y的值，据此解答；
B．根据c=$\frac{1000ρw}{M}$计算该浓硝酸的物质的量浓度；
C．根据n=$\frac{V}{Vm}$计算NO₂和N₂O₄混合气体的物质的量，令二氧化氮的物质的量为amol，根据电子转移列方程计算；
D．反应后溶质为硝酸钠，根据氮元素守恒计算硝酸钠的物质的量，根据钠离子守恒可知n（NaOH）=n（NaNO₃），再根据V=$\frac{n}{c}$计算需要氢氧化钠溶液的体积．

解答 解：A．金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁，故沉淀中氢氧根的质量为2.54g-1.52g=1.02g，氢氧根的物质的量为$\frac{1.02g}{17g/mol}$=0.06mol，根据电荷守恒可知，金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量，令铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol，则：$\left\{\begin{array}{l}{2x+2y=0.06}\\{64x+24y=1.52}\end{array}\right.$，解得x=0.02，y=0.01，故合金中铜与镁的物质的量之比是0.02mol：0.01mol=2：1，故A错误；
B．该浓硝酸密度为1.40g/mL、质量分数为63%，故该浓硝酸的物质的量浓度为$\frac{1000×1.4×63%}{63}$mol/L=14mol/L，故B正确；
C．NO₂和N₂O₄混合气体的物质的量为$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，令二氧化氮的物质的量为amol，则四氧化二氮的物质的量为（0.05-a）mol，根据电子转移守恒可知，a×1+（0.05-a）×2×1=0.06，解得a=0.04，NO₂和N₂O₄ 的物质的量之比=0.04mol：（0.05mol-0.04mol）=4：1，NO₂的体积分数是$\frac{4}{4+1}$×100%=80%，故C正确；
D．反应后溶质为硝酸钠，根据氮元素守恒可知，硝酸钠的物质的量为0.05L×14mol/L-0.04mol-（0.05-0.04）×2=0.64mol，根据钠离子守恒可知n（NaOH）=n（NaNO₃）=0.64mol，故需要氢氧化钠溶液的体积为$\frac{0.64mol}{1mol/L}$=0.64L=640mL，故D正确；
故选A．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，把握发生的反应及电子守恒为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意守恒法应用，题目难度不大．