Question

20．将0.51 mol铜与250 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO₂混合气体在标准状况下的体积为11.2 L．待产生的气体全部释放后，向溶液中加入300 mL 5 mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀．则下列选项正确的是（　　）

• A． 反应中转移电子1.0mol
• B． 产生NO₂气体0.26mol
• C． 原HNO₃浓度为8.0mol/L
• D． 原HNO₃浓度为6.0mol/L

Answer 1

分析 铜在反应中失去2个电子，所以转移电子是0.51 mol×2=1.02 mol，
令NO和NO₂的物质的量分别为x mol、ymol，根据电子转移守恒及二者体积列方程计算各自物质的量；
向反应后溶液中加入NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，此时溶液中溶质为NaNO₃，由钠离子守恒n（NaNO₃）=n（NaOH），根据氮原子守恒可知n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO₂+NO），再根据c=$\frac{n}{V}$计算原硝酸的浓度．

解答 解：A、铜在反应中失去2个电子，所以转移电子是0.51 mol×2=1.02 mol，故A错误；
B、NO和NO₂混合气体在标准状况下的体积为11.2L，混合气体物质的量为$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$，令NO和NO₂的物质的量分别为x mol、ymol，根据电子转移守恒及二者体积，则：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.5}\\{3x+y=0.51×2}\end{array}\right.$，解得x=0.26  y=0.24
即混合气体中NO为0.26mol、NO₂为0.24mol，故B错误；
C、向反应后溶液中加入NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，此时溶液中溶质为NaNO₃，由钠离子守恒n（NaNO₃）=n（NaOH）=0.3L×5mol/L=1.5 mol，
根据氮原子守恒可知n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO₂+NO）=1.5 mol+0.5mol=2mol，
故原有硝酸的物质的量浓度为$\frac{2mol}{0.25L}$=8.0mol/L，故C正确；
D、由C中解析可知，原有硝酸的物质的量浓度为$\frac{2mol}{0.25L}$=8.0mol/L，故D错误；
故选C．

点评 本题考查硝酸的性质、化学计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，难度中等，注意利用原子守恒进行的计算．