Question

将1.20 g铁铜合金完全溶于100 mL、12.0 mol·L⁻¹浓硝酸中，得到NO₂和N₂O₄混合气体672 mL（换算为标准状况下）。向反应后的溶液中加入1.0 mol·L⁻¹ NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.05 g沉淀。下列有关判断正确的是

A．反应过程中浓硝酸仅体现氧化性

B．该合金中铁与铜物质的量之比是2∶1

C．混合气体中，NO₂的体积分数是

D．金属离子全部沉淀时，加入NaOH溶液的体积至少为1100 mL

Answer

C

【解析】A．金属与浓硝酸反应过程中体现浓硝酸的氧化性和酸性，故A错误；B．金属离子全部沉淀时，得到2.05 g沉淀为氢氧化铜、氢氧化铁，故沉淀中氢氧根离子的质量为：2.05 g−1.20 g=0.85 g，氢氧根离子的物质的量为：=0.05 mol，根据电荷守恒可知，金属提供的电子物质的量等于氢氧根离子的物质的量，设铜、铁合金中Cu、Fe的物质的量分别为x mol、y mol，则：2x+3y=0.05、64x+56y=1.20，解得：x=0.01、y=0.01，则该合金中n(Cu)∶n(Fe)=1∶1，故B错误；C．标况下0.672 L气体的物质的量为：=0.03 mol，设混合气体中二氧化氮的物质的量为a mol，则四氧化二氮的物质的量为(0.03−a) mol，根据电子转移守恒可知：a×1+(0.03−a)×2×1=0.05，解得a=0.01，则混合气体中含有二氧化氮0.01 mol、四氧化二氮0.02 mol，NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数为，故C正确；D．100 mL、12.0 mol·L−1浓硝酸中含有硝酸的物质的量为：12 mol/L×0.1 L=1.2 mol，反应后的溶质为硝酸钠，根据N元素守恒，硝酸钠的物质的量为：1.2 mol−0.01−0.02×2=1.15 mol，故需要氢氧化钠溶液的体积为：=1.15 L=1150 mL，故D错误；故选C。

点睛：本题考查了混合物反应的计算，题目难度较大，注意质量守恒、电子守恒在混合物反应的计算中的应用方法，试题充分考查了学生的分析、理解能力及化学计算能力。