Question

将一定质量的镁、铜组成的混合物加入足量稀硝酸中，金属完全溶解（假设反应中还原产物全部是NO）．向反应后的溶液中加入过量的6mol/L NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原混合物的质量增加了7.65g，则下列叙述中正确的是（ ）
A．当金属全部溶解时收集到NO的体积为3.36 L
B．当生成的沉淀达到最大量时，形成沉淀需要NaOH溶液的体积为V=75 mL
C．参加反应的金属的总质量一定是9.9 g
D．当金属全部溶解时，参加反应的硝酸的物质的量一定是0.45 mol

Answer 1

【答案】分析：将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀HNO₃中，金属完全溶解（假设反应中还原产物只有NO），发生反应：3Mg+8HNO₃ （稀）=3Mg（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；3Cu+8HNO₃ （稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
向反应后的溶液中加入过量的6mol/L NaOH溶液至沉淀完全，发生反应：Mg（NO₃）₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaNO₃；Cu（NO₃）₂+2NaOH=Cu（OH）₂↓+2NaNO₃，沉淀为氢氧化镁和氢氧化铜，生成沉淀的质量比原合金的质量增加7.65g，则氢氧化镁和氢氧化铜含有氢氧根的质量为7.65g，氢氧根的物质的量为=0.45mol，则镁和铜的总的物质的量为0.225mol，
A．根据电子转移守恒计算NO物质的量，结合气体不一定是标准状况判断；
B．当生成的沉淀达到最大量时，溶液中溶质为NaNO₃，硝酸根守恒可知n（NaNO₃）=2n（硝酸铜+硝酸镁），由钠离子守恒由n（NaOH）=n（NaNO₃），再根据V=计算；
C．镁和铜的总的物质的量为0.225mol，金属的总质量与金属的含量有关；
D．根据氮元素守恒n（HNO₃）=2n（硝酸铜+硝酸镁）+n（NO）．
解答：解：将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀HNO₃中，金属完全溶解（假设反应中还原产物只有NO），发生反应：3Mg+8HNO₃ （稀）=3Mg（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；3Cu+8HNO₃ （稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
向反应后的溶液中加入过量的6mol/L NaOH溶液至沉淀完全，发生反应：Mg（NO₃）₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaNO₃；Cu（NO₃）₂+2NaOH=Cu（OH）₂↓+2NaNO₃，沉淀为氢氧化镁和氢氧化铜，生成沉淀的质量比原合金的质量增加7.65g，则氢氧化镁和氢氧化铜含有氢氧根的质量为7.65g，氢氧根的物质的量为=0.45mol，则镁和铜的总的物质的量为0.225mol，
A．根据电子转移守恒可知生成的NO物质的量为=0.15mol，若为标准状况下，生成NO的体积为0.15mol×22.4L/mol=3.36L，但NO不一定处于标准状况，故A错误；
B．当生成的沉淀达到最大量时，溶液中溶质为NaNO₃，硝酸根守恒可知n（NaNO₃）=2n（硝酸铜+硝酸镁）=0.225mol×2=0.45mol，由钠离子守恒由n（NaOH）=n（NaNO₃）=0.45mol，故此时氢氧化钠溶液的体积为=0.075L=75mL，故B正确；
C、镁和铜的总的物质的量为0.225mol，假定全为镁，质量为0.225mol×24g/mol=5.4g，若全为铜，质量为0.225mol×64g/mol=14.4g，所以参加反应的金属的总质量（m）为5.4g＜m＜14.4g，故C错误；
D、根据氮元素守恒n（HNO₃）=2n（硝酸铜+硝酸镁）+n（NO）=0.225mol×2+0.15mol=0.6mol，故D错误；
故选B．
点评：本题主要考查混合物有关计算，涉及镁铜与硝酸反应、生成的盐与氢氧化钠反应，综合考查学生的得失电子守恒、质量守恒等综合运用和解决复杂问题的能力，是一道考查能力的好题，难度较大．