Question

已知硝酸與金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)的時候，一般硝酸濃度越稀，對應(yīng)的還原產(chǎn)物中氮的化合價越低．現(xiàn)有一定量的鋁、鐵合金與一定量稀HNO₃充分反應(yīng)，反應(yīng)過程中無任何氣體放出．在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中，逐滴加入4mol/L NaOH溶液，所加NaOH溶液的體積（V）與產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量（n）關(guān)系如圖所示．則：
（1）試寫出DE段、EF段所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：
DE段

 

EF段

 

（2）合金中鋁的物質(zhì)的量為

 

mol
（3）合金中金屬的物質(zhì)的量共為

 

mol
（4）求出C點的值為

 

ml．

Answer 1

考點：離子方程式的有關(guān)計算

專題：計算題

分析：（1）O→C 之間沒有沉淀生成，說明硝酸過量，O→C之間發(fā)生的反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)；D與E一段沉淀的量沒有發(fā)生變化，為NH₄NO₃和NaOH反應(yīng)，EF段為氫氧化鋁溶于氫氧化鈉的反應(yīng)；
（2）（3）根據(jù)氮元素守恒n（HNO₃）=n（H⁺）+2n（NH₄NO₃）+2n（Mg（NO₃）₂）+3n（Al（NO₃）₃）結(jié)合金屬鎂和金屬鋁的量的情況來計算；
（4）B為沉淀的最大值，根據(jù)圖象確定C點消耗氫氧化鈉的量．

解答： 解：（1）OC之間沒有沉淀生成，說明硝酸過量，OC之間發(fā)生的反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)，離子方程式為H⁺+OH^-═H₂O；DE一段沉淀的量沒有發(fā)生變化，為NH₄NO₃和NaOH反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O，EF段為氫氧化鋁溶于氫氧化鈉的反應(yīng)，即Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O；Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）由圖可知，EF段消耗的氫氧化鈉溶液為36mL-34m=2mL，故該計算參加反應(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，根據(jù)鋁元素守恒，所以Al的物質(zhì)的量為0.008mol，生成硝酸鋁為0.008mol，故答案為：0.008；
（3）設(shè)鐵為xmol，Al為0.008mol，硝酸剩余，鐵轉(zhuǎn)化為鐵離子，生成硝酸銨為（34-31）×0.001L×4mol/L=0.012mol，由電子守恒可知，3x+0.008×3=0.012×8，解得x=0.024mol，會生成硝酸鐵0.024mol，所以鐵的物質(zhì)的量為0.024mol，金屬的總物質(zhì)的量是0.032mol，故答案為：0.032；
（4）滴加NaOH體積為31ml時，發(fā)生反應(yīng)為①H⁺+OH^-=H₂O，②Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Al的物質(zhì)的量為0.008mol，都變成氫氧化鋁消耗氫氧化鈉是0.024mol，鐵的物質(zhì)的量為0.024mol，都變成氫氧化鐵消耗氫氧化鈉是0.072mol，消耗氫氧化鈉的體積是：

0.024mol+0.072mol

4mol/L

=0.024L=24mL，所以硝酸消耗的氫氧化鈉是31mL-24mL=7mL，故答案為：7．

點評：本題考查金屬與硝酸的反應(yīng)、離子方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)計算等知識點，屬于中等難度試題．解答此題關(guān)鍵是判斷出硝酸的還原產(chǎn)物以及電子轉(zhuǎn)移守恒的運用．