Question

7．将一定量铜粉加入到120mL某浓度的稀硝酸中，充分反应后，容器中剩余mg铜粉，此时共收集到NO气体336mL（标准状况）．然后向上述混合物中加入足量稀硫酸至不再反应为止，容器剩余铜粉n g，则加入硫酸后消耗铜粉的质量为（　　）

• A． 0.96 g
• B． 2.88 g
• C． 4.32 g
• D． 5.76 g

Answer 1

分析 铜粉加入到120mL某浓度的稀硝酸中，充分反应后，容器中剩有mg铜粉，生成Cu（NO₃）₂和NO气体，根据电子转移守恒计算利用NO计算参加反应的铜的物质的量，再根据铜元素守恒计算溶液中n[Cu（NO₃）₂]，再向溶液中足量稀硫酸至不再反应为止，容器剩有铜粉ng，Cu（NO₃）₂中NO₃^-发生反应3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，（m-n）为与溶液中NO₃^-反应的铜的质量，即为加入硫酸后消耗铜粉的质量，以此来解答．

解答 解：收集到标准状况下NO气体336mL，其物质的量为$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol，
由电子转移守恒可知，参加反应的铜的物质的量为$\frac{0.015mol×（5-2）}{（2-0）}$=0.0225mol，
由铜元素守恒可知，溶液中n[Cu（NO₃）₂]=0.0225mol，溶液中n（NO₃^-）=0.045mol；
再向溶液中足量稀硫酸至不再反应为止，Cu（NO₃）₂中NO₃^-发生反应3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
容器剩有铜粉ng，（m-n）为与溶液中NO₃^-反应的铜的质量，令再次反应的铜的物质的量为xmol，则：
由反应3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
       3      2
      xmol   0.045mol
$\frac{3}{2}=\frac{x}{0.045mol}$，解得x=0.0675mol，
所以再次反应的铜的质量为0.0675mol×64g/mol=4.32g，即加入硫酸后消耗铜粉的质量为4.32g，
故选C．

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