Question

向Cu和Cu₂O的混合物27.2g中加入某浓度的硝酸0.1L，固体物质完全反应，生成NO₂、N₂O₄、NO 和Cu（NO₃）₂．在所得溶液中加入1.0mol/L 的NaOH溶液1.0L，溶液恰好呈中性，金属离子也已完全沉淀，沉淀质量为39.2g．以下所得结论不合理的是（　　）

• A、硝酸的物质的量浓度为12.0mol/L
• B、产生的气体在标准状况下的体积为13.44L
• C、Cu与Cu₂O 的物质的量之比为2：1
• 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1.0L，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×1.0L=1mol，沉淀为Cu（OH）₂，质量为39.2g，物质的量为

39.2g

98g/mol

=0.4mol，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]=0.4mol，故反应中硝酸有剩余，
A、混合气体中N₂O₄的含量不确定，不能确定起氧化剂作用的硝酸的物质的量；
B、假定生成气体只有NO，体积最大，假定生成的气体只有N₂O₄，气体的体积最少，混合气体中N₂O₄的含量不确定，不能确定具体的体积；
C、令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；
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×1.0L=1mol，沉淀为Cu（OH）₂，质量为39.2g，物质的量为

39.2g

98g/mol

=0.4mol，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]=0.4mol，故反应中硝酸有剩余，
A、混合气体中N₂O₄的含量不确定，不能确定起氧化剂作用的硝酸的物质的量，不能确定原溶液中硝酸的物质的量，故该硝酸的浓度不能确定，故A错误；
B、假定生成气体只有NO，体积最大，假定生成的气体只有N₂O₄，气体的体积最少，混合气体中N₂O₄的含量不确定，不能确定具体的体积，故B错误；
C、设Cu和Cu₂O的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量有 64x+144y=27.2，根据铜元素守恒有x+2y=0.4，联立方程解得x=0.2，y=0.1，所以n（Cu）：n（Cu₂O）=0.2：0.1=2：1，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]=1mol-2×0.4mol=0.2mol，故D正确；
故选AB．

点评：本题考查铜及其化合物知识、氧化还原反应的计算，难度较大，清楚反应过程，充分利用守恒计算是解题的关键．