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。現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。