Question

足量铜与一定量的浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO₂、NO的混合气体2.24L（标准状况 ），这些气体与一定体积O₂（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入4 mol·L^－1NaOH溶液至Cu²⁺ 恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是50 mL，下列说法正确的是

A．混合气体中含NO₂1.12 L                    B．消耗氧气的体积为1.68 L

C．此反应过程中转移的电子为0.3 mol           D．参加反应的硝酸是0.4mol

Answer

A

【解析】

试题分析：标况下2.24L混合气体的物质的量为：n = 2.24L ÷ 22.4L/mol = 0.1mol，则n(NO2) + n(NO) = 0.1mol。4mol•L-1 NaOH溶液至Cu2 + 恰好完全沉淀，消耗NaOH溶液的体积是50mL，反应消耗的铜的物质的量为4mol•L-1 × 50 × 10-3 L × 1/2 = 0.1mol，0.1mol铜完全反应失去0.2mol电子，根据得失电子守恒知：n(NO2) + 3n(NO) = 0.2，解得n(NO2) = 0.05mol，n(NO) = 0.05mol，A．因为n(NO2) = 0.05mol，所以V(NO2) = 0.05mol = 0.05mol × 22.4L/mol = 1.12 L，A正确；B．气体完全被吸收，形成硝酸，气体反应消耗的氧气获得电子的物质的量等于金属Cu失去电子的物质的量，等于Cu2 + 形成Cu(OH)2消耗NaOH的物质的量。n(NaOH) = 4mol/L × 0.05L = 0.2mol，所以氧气的体积为(0.2mol ÷ 4) × 22.4L/mol = 1.12 L，B错误；C．此反应过程中转移的电子的物质的量等于金属阳离子恰好形成沉淀消耗的NaOH的物质的量，为0.2 mol，C错误；D．根据氮原子守恒可知参加反应的硝酸是0.1mol + 0.2mol = 0.3mol，D错误。答案选A。

【考点定位】考查有关氧化还原反应的有关计算的知识

【名师点晴】掌握反应的原理以及灵活应用守恒法是解答的关键。许多有关化学反应的计算，如果能够巧妙地运用守恒规律可以达到快速解题的目的，常见的守恒关系有：①反应前后元素种类和某种原子总数不变的原子守恒；②电解质溶液中的电荷守恒；③氧化还原反应中得失电子数守恒、原电池或电解池中两极通过的电子总数相等；④从守恒思想出发还可延伸出多步反应中的关系式，运用关系式法等计算技巧巧妙解题。