Question

10．實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，硝酸的濃度越稀，對應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)越低（如生成NO、N₂O、N₂、NH₄⁺等）．現(xiàn)有一定量鋁粉和鐵粉的混合物與一定量很稀的硝酸充分反應(yīng)，反應(yīng)過程中無氣體放出．在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中，逐滴加入4mol•L^-1NaOH溶液，所加NaOH溶液的體積（mL）與產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量（mol）關(guān)系如圖所示．則

（1）在DE段，沉淀的物質(zhì)的量沒有變化，則此階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O．
（2）B與A的差值為：0.008mol．
（3）B點(diǎn)對應(yīng)的沉淀的物質(zhì)的量為：0.032mol，C點(diǎn)對應(yīng)的溶液體積為7mL．

Answer 1

分析 （1）DE段反應(yīng)離子方程式為：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O；
（2）B與A的差值為氫氧化鋁的物質(zhì)的量，計(jì)算EF段消耗的氫氧化鈉，根據(jù)Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O，得出Al（OH）₃的物質(zhì)的量；
（3）B點(diǎn)對應(yīng)的沉淀為Fe（OH）₃、Al（OH）₃，DE段發(fā)生反應(yīng)NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，根據(jù)消耗氫氧化鈉溶液計(jì)算n（NH₄⁺），根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算n[Fe（OH）₃]+n[Al（OH）₃]；
根據(jù)氫氧化鋁、氫氧化鐵總物質(zhì)的量計(jì)算CD段消耗氫氧化鈉的體積，進(jìn)而計(jì)算C點(diǎn)體積．

解答 解：（1）DE段為銨根離子與氫氧根離子反應(yīng)生成一水合氨，反應(yīng)離子方程式為：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，
故答案為：NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O；
（2）B與A的差值為氫氧化鋁的物質(zhì)的量，由圖可知，EF段消耗的氫氧化鈉溶液為36mL-34mL=2mL，故該階段參加反應(yīng)的氫氧化鈉為0.002L×4mol/L=0.008mol，根據(jù)Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O可知，Al（OH）₃的物質(zhì)的量為0.008mol，
故答案為：0.008 mol；
（3）DE段發(fā)生反應(yīng)NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，消耗氫氧化鈉溶液34mL-31mL=3mL，n（NH₄⁺）=3×10^-3L×4mol/L=0.012 mol，N元素由+5價(jià)變?yōu)?3價(jià)，金屬都由0價(jià)變?yōu)?3價(jià)，根據(jù)電子守恒得出金屬的物質(zhì)的量為0.012mol×8÷3=0.032 mol，即n[Fe（OH）₃]+n[Al（OH）₃]=0.032mol；
所以CD段消耗NaOH的體積為：0.032mol×3÷4mol/L=0.024L=24mL，故C點(diǎn)體積=31mL-24mL=7mL，
故答案為：0.032mol；7mL．

點(diǎn)評 本題考查混合物的計(jì)算，題目難度較大，本題注意根據(jù)圖象判斷各階段反應(yīng)的情況，由圖可得硝酸過量，加入氫氧化鈉溶液應(yīng)先與硝酸反應(yīng)，再生成沉淀，當(dāng)沉淀完全后由圖知繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液，沉淀量不變，注意從質(zhì)量守恒的角度結(jié)合反應(yīng)的關(guān)系式計(jì)算，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力．