Question

（8分）將稀硝酸逐滴加入盛有鋁鐵合金的容器中，當(dāng)固體恰好完全溶解時(shí)，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO 40.32L，將反應(yīng)后的溶液平均分成三等份，分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）第一份溶液中逐滴加入2 mol·L-1NaOH溶液，至恰好達(dá)到最大沉淀，不考慮空氣中O2的氧化，則需加入NaOH溶液的體積為_(kāi)_______________。

（2）第二份溶液中邊加入NaOH溶液，邊在空氣中充分?jǐn)嚢瑁�至恰好達(dá)到最大沉淀量，將產(chǎn)生的沉淀過(guò)濾、洗滌、干燥、稱(chēng)量比第一份重5.1g，則該過(guò)程中消耗O2的物質(zhì)的量為_(kāi)______________。

（3）第三份溶液中逐滴加入4 mol·L-1NaOH溶液，至Al(OH)3沉淀恰好溶解，消耗NaOH溶液500mL，計(jì)算原合金中鋁的質(zhì)量。（寫(xiě)出解題過(guò)程）(4分)

 

 

Answer 1

（1）900mL或0.9L (2分) （2）0.075mol(2分)

（3）依據(jù)Na原子守恒有：n(NaOH)=n(NaAlO2)+n(NaNO3)

n(NaOH)=4mol/L×0.5L×3=6mol (1分)

依題意硝酸不過(guò)量,n(HNO3)=4n(NO)=4×(40.32L/22.4L/mol)=7.2mol

則，n(NaNO3)=3/4×7.2mol=5.4mol (1分)

n(Al)= n(NaAlO2)= n(NaOH) －n(NaNO3)=6mol－5.4mol=0.6mol (1分)

m(Al)=0.6mol×27g/mol=16.2g (1分)

原合金中含鋁的質(zhì)量為16.2g （此問(wèn)若學(xué)生求出5.4g，可得3分）

【解析】

試題分析：（1）此容器中發(fā)生反應(yīng)Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O

Al+4HNO3=Al(NO3)3+NO+2H2O

Fe(NO3)3+3 NaOH= Fe(OH)3+3NaNO3

Al(NO3)3+3 NaOH= Al(OH)3+3NaNO3

還有可能發(fā)生：Fe+2 Fe(NO3)3= 3Fe(NO3)2

Fe(NO3)2+2NaOH= Fe(OH)2+2NaNO3

依題意硝酸不過(guò)量，每份溶液中n(HNO3)=4n(NO) ×1/3=4×(40.32L/22.4L/mol) 1/3

=2.4mol

依據(jù)N元素守恒：n(HNO3)= n(NaNO3)+ n(NO)

又n(NO)=40.32L/(22.4L/ mol) ×1/3=0.6 mol

n(NaNO3)=1.8 mol

故 V（NaOH）= 1.8 mol/2 mol·L-1 = 0.9L

（2）第二份溶液中加入NaOH溶液的同時(shí)在空氣中充分?jǐn)嚢瑁�此時(shí)的Fe(OH)2完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，發(fā)生反應(yīng) 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 ，故沉淀增重的質(zhì)量是4Fe(OH)2吸收的氧氣和水的質(zhì)量，即

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 △m

32 68

n(O2) ×32g/ mol 5.1g

n(O2)= 0.075mol

考點(diǎn)：本題中以鋁鐵與稀硝酸反應(yīng)為載體，考查了在此過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，計(jì)算題中化學(xué)方法的運(yùn)用。