Question

6．向35.2gCu和Cu₂O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L，固体完全反应，生成NO 和Cu（NO₃）₂．在所得溶液中加入1.0mol/L 的NaOH溶液1.3L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为49g．下列有关说法正确的是（　　）

• A． Cu与Cu₂O 的物质的量之比为2：1
• B． 硝酸的物质的量浓度为2.6mol/L
• C． 产生的NO在标准状况下的体积为4.48L
• D． Cu、Cu₂O与硝酸反应后剩余HNO₃为0.2mol

Answer 1

分析 在所得溶液中加入1.0mol/L 的NaOH溶液1.3L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，溶液中溶质为NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.3L=1.3mol，沉淀为Cu（OH）₂，质量为49g，物质的量为$\frac{49g}{98g/mol}$=0.5mol，根据铜元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，所以反应后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.5mol，
A．设Cu和Cu₂O的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量及关系式n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，列方程计算；
B．根据N元素守恒可知原硝酸溶液n（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃），根据A计算的Cu和Cu₂O的物质的量，利用电子转移守恒计算n（NO），根据Na元素可知n（NaNO₃）=n（NaOH），再根据c=$\frac{n}{V}$计算；
C．根据A计算的Cu和Cu₂O的物质的量，利用电子转移守恒计算n（NO），再根据V=nVm计算NO的体积；
D．反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠与硝酸铜反应，剩余的氢氧化钠与硝酸反应，最后为硝酸钠溶液，根据氮元素守恒可知反应后溶液中n（HNO₃）+2n[[Cu（NO₃）₂]=n（NaNO₃），据此计算．

解答 解：在所得溶液中加入1.0mol/L 的NaOH溶液1.0L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，溶液中溶质为NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.3L=1.3mol，沉淀为Cu（OH）₂，质量为49g，物质的量为$\frac{49g}{98g/mol}$=0.5mol，根据铜元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，所以反应后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.5mol，
A．设Cu和Cu₂O的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量有 64x+144y=35.2g，根据铜元素守恒有x+2y=0.5，联立方程解得x=0.1，y=0.2，所以n（Cu）：n（Cu₂O）=0.1mol：0.2mol=1：2，故A错误；
B．根据N元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃），根据电子转移守恒可知：3n（NO）=2n（Cu）+2n（Cu₂O），所以3n（NO）=2×0.1mol+2×0.2mol，解得：n（NO）=0.2mol，根据Na元素可知n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.3L=1.3mol，所以n（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃）=0.2mol+1.3mol=1.5mol，所以原硝酸溶液的浓度为$\frac{1.5mol}{0.5L}$=3mol/L，故B错误；
C．由B中计算可知n（NO）=0.2mol，所以标准状况下NO的体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L，故C正确；
D．反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠与硝酸铜反应，剩余的氢氧化钠与硝酸反应，最后为硝酸钠溶液，根据氮元素守恒可知反应后溶液中n（HNO₃）+2n[[Cu（NO₃）₂]=n（NaNO₃），所以n（HNO₃）=n（NaNO₃）-2n[[Cu（NO₃）₂]=1.3mol-2×0.5mol=0.3mol，故D错误；
故选C．

点评 本题考查混合物的计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高频考点，答题时注意清楚反应过程，充分利用守恒计算，题目难度中等．