Question

将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀硝酸中，金属完全溶解(假设反应中还原产物只有NO)。向反应后的溶液中加人3 mol/L NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5．1 g。则下列叙述中不正确的是(  )

A．当生成的沉淀量达到最大时，消耗NaOH溶液的体积V≥100 mL

B．当金属全部溶解时，参加反应的硝酸的物质的量一定是0.4mol

C．参加反应的金属的总质量为9.6 g>m>3.6 g

D．当金属全部溶解时收集到NO气体的体积一定为2.24 L。

Answer

D

【解析】

试题分析：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3mol/LNaOH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5.1g，则氢氧化镁和氢氧化铜含有氢氧根的质量为5.1g，氢氧根的物质的量为5.1g/17g/mol = 0.3mol，根据电子转移守恒，则镁和铜的总的物质的量为0.15mol。A、若硝酸无剩余，则参加反应氢氧化钠的物质的量等于0.3mol，需要氢氧化钠溶液体积=0.3mol/3mol/L =0.1L=100mL，硝酸若有剩余，消耗的氢氧化钠溶液体积大于100mL，A正确；B、根据方程式可知参加反应的n反应（HNO3）=8/3 n（金属）=0.15mol×8/3=0.4mol，B正确；C、镁和铜的总的物质的量为0.15mol，假定全为镁，质量为0.15mol×24g/mol=3.6g，若全为铜，质量为0.15mol×64g/mol=9.6g，所以参加反应的金属的总质量（m）为3.6g＜m＜9.6g，C正确；D、镁和铜的总的物质的量为0.15mol，根据电子转移守恒可知生成的NO物质的量为0.15mol×2/3=0.1mol，若为标准状况下，生成的NO的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L，但NO不一定处于标准状况，收集到NO气体的体积不一定为2.24L，D错误，答案选D。

【考点定位】本题主要是考查金属与硝酸反应的有关计算

【名师点晴】金属与硝酸反应的计算一般常采用以下方法：（1）原子守恒法：HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。（2）得失电子守恒法：HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得到电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。（3）电荷守恒法：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有：c(NO3－)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。（4）离子方程式计算法：金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于溶液中NO3－在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO3－进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。