Question

探究實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，濃度越稀，對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)越低．
（1）一定條件下，將少量的鎂粉與足量極稀的硝酸充分反應(yīng)，完成并配平下列化學(xué)方程式：
□Mg+□HNO₃═□□+□NH₄NO₃+□H₂O
（2）為了測(cè)定某鎂鋁合金中兩種金屬的物質(zhì)的量之比，某同學(xué)取一定量鎂鋁合金與足量極稀的硝酸充分反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中無(wú)氣體放出．在反應(yīng)結(jié)束后溶液中，逐滴加入1mol?L^-1的氫氧化鈉溶液，所加氫氧化鈉溶液的體積（mL）與產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量（mol）的關(guān)系如圖所示．
試回答下列問(wèn)題：
①圖中OC段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．圖中DE段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．
②由上述圖形分析可知，溶液中結(jié)合OH^-能力最強(qiáng)的陽(yáng)離子是

 

（填離子符號(hào)，下同），最弱的陽(yáng)離子是

 

．
③通過(guò)上圖數(shù)據(jù)計(jì)算知：合金中兩種金屬的物質(zhì)的量之比n（Mg）：n（Al）=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）反應(yīng)還生成Mg（NO）₃，根據(jù)化合價(jià)升降相等與原子守恒配平；
（2）①②OC段沒(méi)有沉淀生成，說(shuō)明硝酸過(guò)量，發(fā)生酸堿中和反應(yīng)：H⁺+OH^-=H₂O，CD段生成沉淀，發(fā)生反應(yīng)：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，DE段沉淀的量沒(méi)有發(fā)生變化，是NH₄NO₃和NaOH反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O，EF段沉淀部分溶解，發(fā)生反應(yīng)：Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
③根據(jù)EF段消耗氫氧化鈉計(jì)算n[Al（OH）₃]，根據(jù)Al元素守恒n（Al）=n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]．D點(diǎn)溶液中溶質(zhì)為NH₄NO₃，由DE段消耗NaOH計(jì)算n（NH₄⁺），根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算n（Mg²⁺），據(jù)此計(jì)算解答．

解答： 解：（1）少量的鎂粉與足量極稀的硝酸充分反應(yīng)生成硝酸鎂，Mg→Mg（NO₃）₂ ，Mg的化合價(jià)0→+2，化合價(jià)升高2，HNO₃→NH₄NO₃，N的化合價(jià)+5→-3，化合價(jià)降低8，根據(jù)化合價(jià)升降相等，可知Mg、Mg（NO₃）₂ 的化學(xué)計(jì)量數(shù)為4，NH₄NO₃的化學(xué)計(jì)量數(shù)為1，再根據(jù)原子守恒可知HNO₃的化學(xué)計(jì)量數(shù)為10，H₂O的化學(xué)計(jì)量數(shù)為3，因此化學(xué)方程式為4Mg+10HNO₃═4Mg（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O，
故答案為：4；10；4　Mg（NO₃）₂；1；3；
（2）OC段沒(méi)有沉淀生成，說(shuō)明硝酸過(guò)量，發(fā)生酸堿中和反應(yīng)：H⁺+OH^-=H₂O，CD段生成沉淀，發(fā)生反應(yīng)：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，DE段沉淀的量沒(méi)有發(fā)生變化，是NH₄NO₃和NaOH反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O，EF段沉淀部分溶解，發(fā)生反應(yīng)：Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
①由上述分析可知，OC段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為H⁺+OH^-=H₂O，圖中DE段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：H⁺+OH^-=H₂O；Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
②由上述發(fā)信息可知，溶液中結(jié)合OH^-能力最強(qiáng)的陽(yáng)離子是H⁺，最弱的陽(yáng)離子是NH₄⁺，
故答案為：H⁺；NH₄⁺；
③EF段為Al（OH）₃溶解在氫氧化鈉溶液中，根據(jù)Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，可知n[Al（OH）₃]=n（NaOH）=1mol/L×2×10^-3L=0.002mol，根據(jù)Al原子守恒，可知合金中Al、溶液中Al³⁺均為0.002mol．
DE段沉淀的質(zhì)量沒(méi)有發(fā)生變化，為NH₄NO₃和NaOH反應(yīng)，n（NH₄⁺）=n（NaOH）=（20-18）×10^-3L×1mol/L=0.002mol，
設(shè)Mg²⁺有xmol，而Al³⁺有0.002mol，NH₄⁺有0.002mol，根據(jù)電子守恒可得：2x+0.002×3=0.002×8，解得x=0.005，所以Mg的物質(zhì)的量為0.005mol，
故n（Mg）：n（Al）=0.005mol：0.002mol=5：2，
故答案為：5：2．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物的計(jì)算，關(guān)鍵是明確各階段發(fā)生的反應(yīng)，注意從電子守恒、質(zhì)量守恒的角度解答，題目難度較大．