Question

（2013?普陀区二模）取不同质量的镁铝合金分别与25mL同浓度的稀硝酸反应，测量合金的质量与产生气体的体积（标准状况），列表如下： 实验编号 合金质量（mg） 气体体积（mL） 1 144 112 2 288 224 3 864 560 若第3个实验后向反应容器内加入足量的1.0mol/L NaOH（aq）充分反应，使固体质量不再发生变化． 硝酸的浓度 NaOH（aq）的体积  A．  B．  C．  D． 4.0 mol/L 1.0 mol/L 75 mL 99 mL 硝酸的浓度及至少需要NaOH（aq）的体积是（　　）

A．A

B．B

C．C

D．D

Answer 1

分析：分析1、2组数据可知，金属的质量之比等于对应NO的体积之比，说明1、2组金属完全反应，第3组金属若完全反应，可得NO体积为224mL×

864g

288g

=672mL＞560mL，故第3组金属有剩余，硝酸完全反应．
第3个实验后向反应容器内加入足量的1.0mol/L NaOH（aq）充分反应，使固体质量不再发生变化，使氢氧化铝恰好转化为NaAlO₂，需要氢氧化钠溶液的体积最小，此时溶液中溶质为NaNO₃、NaAlO₂．
根据n=

V

Vm

计算第3组生成的NO的物质的量，由反应3Zn+8HNO₃=3Zn（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、Al+4HNO₃=Al（NO₃）₃+NO↑+2H₂O可知，起氧化剂作用的硝酸为总的硝酸的

1

4

，据此计算25mL硝酸溶液中n（HNO₃）、起酸性作用的硝酸的物质的量，根据c=

n

V

计算原硝酸溶液的浓度；
令144mg合金中Mg、Al的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量与转移电子数目列方程计算x、y的值，进而计算864mg合金中Al的物质的量，根据钠离子守恒可知n（NaOH）=n（NaNO₃）+n（NaAlO₂），再根据V=

n

c

计算需要氢氧化钠溶液的最小体积．

解答：解：分析1、2组数据可知，金属的质量之比等于对应NO的体积之比，说明1、2组金属完全反应，第3组金属若完全反应，可得NO体积为224mL×

864g

288g

=672mL＞560mL，故第3组金属有剩余，硝酸完全反应．
第3个实验后向反应容器内加入足量的1.0mol/L NaOH（aq）充分反应，使固体质量不再发生变化，使氢氧化铝恰好转化为NaAlO₂，需要氢氧化钠溶液的体积最小，此时溶液中溶质为NaNO₃、NaAlO₂．
第3组生成的NO的物质的量为

0.56L

22.4L/mol

=0.025mol，由反应3Zn+8HNO₃=3Zn（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、Al+4HNO₃=Al（NO₃）₃+NO↑+2H₂O可知，起氧化剂作用的硝酸为总的硝酸的

1

4

，故25mL硝酸溶液中n（HNO₃）=0.025mol÷

1

4

=0.1mol，原硝酸溶液的浓度为

0.1mol

0.025L

=4mol/L．
起酸性作用的硝酸的物质的量为0.1mol-0.025mol=0.075mol，
令144mg合金中Mg、Al的物质的量分别为xmol、ymol，由二者质量与转移电子数目守恒有：

2x+3y= 0.112 22.4 ×3 24x+27y=0.144

解得x=0.0015，y=0.004，
故864mg合金中Al的物质的量0.004mol×

864mg

144mg

=0.024mol，根据钠离子守恒可知n（NaOH）=n（NaNO₃）+n（NaAlO₂）=0.075mol+0.024mol=0.099mol，故需要氢氧化钠溶液的最小体积为

0.099mol

1mol/L

=0.099L=99mL，
故选AD．

点评：本题考查混合物的有关计算，过程复杂、计算量较大，题目难度较大，注意利用守恒思想进行的解答．