Question

(8分)HNO3與金屬反應(yīng)時，還原產(chǎn)物可能是NO2、NO、N2O、N2或NH3的一種或幾種。現(xiàn)有一定量的Al粉和Fe粉的混合物與100mL，稀HNO3充分反應(yīng)，反應(yīng)過程中無任何氣放出。在反應(yīng)結(jié)束后 的溶液中，逐漸加入4 mol·L-1的NaOH溶液，加入NaOH溶液的體積(mL)與產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量關(guān)系如下圖。請回答：

（1）與HNO3反應(yīng)后Fe元素的化合價是________

（2）縱坐標(biāo)中A點(diǎn)數(shù)值是____，B點(diǎn)數(shù)值是_______，原HNO3濃度是______________

 

Answer 1

（1）+3 （2）0.008、 0.016、 0.72mol/L

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)圖示可知：說明硝酸過量，因此在HNO3足量時與硝酸反應(yīng)后Fe元素的化合價是+3價；（3）反應(yīng)后的溶液中加入NaOH,后不是立刻有沉淀產(chǎn)生，在O～C段，發(fā)生反應(yīng)：H++OH-=H2O，n(HNO3)(過量)=n(NaOH)=0.003L×4 mol/L=0.012mol，在C～D段，發(fā)生反應(yīng)：Al3＋＋3OH-= Al(OH)3↓；Fe3＋＋3OH-= Fe(OH)3↓; n(Al3+)+n(Fe3+)=1/3n(OH-)=1/3×(0.012L×4 mol/L)=0.016mol,在D～E段發(fā)生反應(yīng)：NH4++ OH-= NH3·H2O，n(NH4+)=0.0015L×4 mol/L=0.006mol；在D～E段發(fā)生反應(yīng)：Al(OH)3+ OH-= AlO2-+ 2H2O，所以n(Al3+)=n(Al(OH)3)=0.002L×4 mol/L=0.008mol；所以n(Fe3+)=0.016mol－0.008mol=0.008mol;當(dāng)在A點(diǎn)時的沉淀為Fe(OH)3,其數(shù)值為0.008mol,在B點(diǎn)時沉淀為Fe(OH)3和Al(OH)3的和，所以B點(diǎn)數(shù)值是0.016mol；原HNO3的物質(zhì)的量就是過量的硝酸與反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量的和。n(HNO3)(反應(yīng))= 3n(Fe(NO3)3) + 3n(Al(NO3)3)+2n(NH4NO3)=0.008mol×3 +0.008mol×3 + 0.006mol×2 =0.060mol；n(HNO3)(總)= n(HNO3)(過量)+ n(HNO3)(反應(yīng))= 0.012mol+ 0.060mol= 0.072 mol；所以c(HNO3)= 0.072mol÷0.1L=0.072mol/L.

考點(diǎn)：考查硝酸與金屬的反應(yīng)及守恒方法在化學(xué)計算則的應(yīng)用的知識。