Question

（10分）某同學(xué)取一定量的Al、Fe混合物，與2.0L極稀的HNO3充分反應(yīng)，假設(shè)HNO3的還原產(chǎn)物全部為銨鹽。在反應(yīng)后的溶液中，逐滴加入4mol·L－1的NaOH溶液，所加NaOH溶液的體積與產(chǎn)生的沉淀的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖所示。分析圖像回答問(wèn)題：

（1）DE段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：_____________________________________ 。

（2）請(qǐng)寫(xiě)出任意一個(gè)Al、Fe與極稀HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________ 。

（3）B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的沉淀的物質(zhì)的量為_(kāi)______mol，C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氫氧化鈉溶液的體積為_(kāi)_____mL。

（4）原硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)______mol/L。

 

Answer 1

(10分,每空2分)(1) NH4++OH﹣=NH3?H2O；

(2) 8Al+30HNO3=8Al(NO3)3+3NH4NO3+9H2O或8Fe+30HNO3=8Fe(NO3)3+3NH4NO3+9H2O

(3) 0.032； 7；(4) 0.074。

【解析】

試題分析：（1）Al、Fe混合物與硝酸反應(yīng)，由于向反應(yīng)后的溶液中加入NaOH開(kāi)始無(wú)沉淀形成，說(shuō)明硝酸過(guò)量，因此金屬與硝酸反應(yīng)產(chǎn)生硝酸鐵、硝酸鋁。在OC段發(fā)生反應(yīng)：H++ OH -= H2O；在CD段溶液中的Fe3+、Al3+發(fā)生沉淀反應(yīng)形成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀；在DE段，沉淀的物質(zhì)的量沒(méi)有變化，是因?yàn)樵贒E段NaOH溶液與硝酸被還原為NH4NO3,二者發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，離子方程式是：NH4++ OH-=NH3·H2O；（2）8Al+30HNO3=8Al(NO3)3+3NH4NO3+9H2O或8Fe+30HNO3 =8Fe(NO3)3+3NH4NO3+ 9H2O；（3）在EF段NaOH溶解Al(OH)3沉淀，離子方程式是：Al(OH)3+ OH-= AlO2-+ 2H2O。溶解Al(OH)3消耗的NaOH的物質(zhì)的量是n(NaOH)= 4mol/L× 0.002L =0.008mol,所以根據(jù)反應(yīng)方程式中二者的物質(zhì)的量關(guān)系可知：n(Al(OH)3)=0.008mol，產(chǎn)生Al(OH)3沉淀消耗的NaOH溶液的體積是6ml；根據(jù)反應(yīng)方程式NH4++ OH-=NH3·H2O 可知：n(NH4+)=4mol/L ×0.003L=0.012mol，n(e-)=0.012mol×8=0.096mol,Fe、Al都是+3價(jià)的金屬，由于在反應(yīng)過(guò)程中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，所以n(Fe)+n(Al)= 0.096mol÷3=0.032mol,所以在B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的沉淀的物質(zhì)的量與金屬的物質(zhì)的量相等，n(沉淀)= 0.032mol;使Al3+、Fe3+形成沉淀消耗的NaOH的物質(zhì)的量與電子的物質(zhì)的量相等，是0.096mol ，則其消耗NaOH溶液的體積是V（NaOH）=0.096mol ÷4mol/L=0.024L=24ml,所以 C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氫氧化鈉溶液的體積為31ml-24ml=7ml。（4）根據(jù)方程式H++ OH -= H2O可知n(HNO3)=n(HNO3)(過(guò)量)+ n(HNO3)(反應(yīng))= 4mol/L×0.007L+0.032mol×(30/8)=0.148mol.所以原硝酸的濃度是c(HNO3)= n(HNO3)÷V=0.148mol÷2.0L=0.074mol/L.

考點(diǎn)：考查Al、Fe的化學(xué)性質(zhì)、離子方程式是書(shū)寫(xiě)及守恒法在混合物中各成分的確定的應(yīng)用的知識(shí)。