Question

向Cu和Cu₂O的混合物27.2g中加入某濃度的硝酸0.1L，固體物質(zhì)完全反應(yīng)，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，金屬離子也已完全沉淀，沉淀質(zhì)量為39.2g．以下所得結(jié)論不合理的是（　　）

• A、硝酸的物質(zhì)的量濃度為12.0mol/L
• B、產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為13.44L
• C、Cu與Cu₂O 的物質(zhì)的量之比為2：1
• D、Cu、Cu₂O與硝酸反應(yīng)后剩余HNO₃為0.2mol

Answer 1

分析：在所得溶液中加入1.0mol/L 的NaOH溶液1.0L，此時(shí)溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，溶液中溶質(zhì)為NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.0L=1mol，沉淀為Cu（OH）₂，質(zhì)量為39.2g，物質(zhì)的量為

39.2g

98g/mol

=0.4mol，根據(jù)銅元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，所以反應(yīng)后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.4mol，故反應(yīng)中硝酸有剩余，
A、混合氣體中N₂O₄的含量不確定，不能確定起氧化劑作用的硝酸的物質(zhì)的量；
B、假定生成氣體只有NO，體積最大，假定生成的氣體只有N₂O₄，氣體的體積最少，混合氣體中N₂O₄的含量不確定，不能確定具體的體積；
C、令Cu和Cu₂O的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量及關(guān)系式n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，列方程計(jì)算；
D、反應(yīng)后的溶液中加入氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉與硝酸銅反應(yīng)，剩余的氫氧化鈉與硝酸反應(yīng)，最后為硝酸鈉溶液，根據(jù)氮元素守恒可知反應(yīng)后溶液中n（HNO₃）+2n[[Cu（NO₃）₂]=n（NaNO₃），據(jù)此計(jì)算．

解答：解：在所得溶液中加入1.0mol/L 的NaOH溶液1.0L，此時(shí)溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，溶液中溶質(zhì)為NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.0L=1mol，沉淀為Cu（OH）₂，質(zhì)量為39.2g，物質(zhì)的量為

39.2g

98g/mol

=0.4mol，根據(jù)銅元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，所以反應(yīng)后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.4mol，故反應(yīng)中硝酸有剩余，
A、混合氣體中N₂O₄的含量不確定，不能確定起氧化劑作用的硝酸的物質(zhì)的量，不能確定原溶液中硝酸的物質(zhì)的量，故該硝酸的濃度不能確定，故A錯(cuò)誤；
B、假定生成氣體只有NO，體積最大，假定生成的氣體只有N₂O₄，氣體的體積最少，混合氣體中N₂O₄的含量不確定，不能確定具體的體積，故B錯(cuò)誤；
C、設(shè)Cu和Cu₂O的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量有 64x+144y=27.2，根據(jù)銅元素守恒有x+2y=0.4，聯(lián)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正確；
D、反應(yīng)后的溶液中加入氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉與硝酸銅反應(yīng)，剩余的氫氧化鈉與硝酸反應(yīng)，最后為硝酸鈉溶液，根據(jù)氮元素守恒可知反應(yīng)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正確；
故選AB．

點(diǎn)評(píng)：本題考查銅及其化合物知識(shí)、氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，難度較大，清楚反應(yīng)過程，充分利用守恒計(jì)算是解題的關(guān)鍵．