Question

【題目】實驗研究發現，硝酸發生氧化還原反應時，硝酸的濃度越稀，對應還原產物中氮元素的化合價越低�，F有一定量鋁粉和鐵粉的混合物與一定體積某濃度的稀硝酸充分反應，反應過程中無氣體放出。在反應結束后的溶液中，逐滴加入5 mol·L－1的NaOH溶液，所加NaOH溶液的體積(mL)與產生的沉淀的物質的量關系如下圖所示：

（1）B與A的差值為________mol。

（2）C點對應的溶液體積為________mL。

（3）原硝酸溶液中含硝酸的物質的量為________mol。

（4）鋁粉和鐵粉的混合物中鋁粉與鐵粉的物質的量之比為_______________。

（5）寫出鋁與該濃度硝酸反應的離子方程式_______________________。

Answer 1

【答案】 0.05 40 0.5 5∶3 8Al＋3OH＋＋3NO===8Al3＋＋3NH＋9H2O

【解析】考查化學計算，（1）E→F發生Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O，B與A的差值為Al(OH)3的物質的量，即物質的量為(104－94)×10－3×5mol=0.05mol；（2）O到C沒有沉淀產生，說明HNO3過量，D→E發生NH4＋＋OH－=NH3·H2O，推出n(NH4＋)=(94－88)×10－3×5mol=0.03mol，根據得失電子數目守恒，因此有n(Al)×3＋n(Fe)×3=n(NH4＋)×8，代入數值，解得n(Fe)=0.03mol，C→D發生Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓、Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓，此階段共消耗NaOH的體積為(0.03＋0.05)×3×1000/5mL=48mL，因此C點對應的數值為(88－48)mL=40mL；（3）E點溶質為NaNO3，因此n(NO3－)=94×10－3×5mol=0.47mol，根據N元素守恒，因為合金與硝酸反應過程中沒有氣體產生，因此原硝酸溶液中n(HNO3)=n(NO3－)＋n(NH4＋)=(0.47＋0.04)mol=0.5mol；（4）根據（2）的分析，合金中鋁粉和鐵粉的物質的量比值為0.05：0.03=5：3；（5）根據上述分析，硝酸被還原成NH4＋，因此離子反應方程式為：8Al＋3OH＋＋3NO3－ =8Al3＋＋3NH4＋ ＋9H2O。