Question

（16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。分析圖像回答問題：

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

（2）請寫出任意一個Al、Fe與極稀HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________ 。

（3）B點對應(yīng)的沉淀的物質(zhì)的量為_______mol，C點對應(yīng)的氫氧化鈉溶液的體積為______mL。

（4）原硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度為_______mol/L。

 

Answer 1

(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：根據(jù)題意可知，在O～C段發(fā)生反應(yīng)：H++OH-=H2O，由于酸過量，所以在溶液中Fe元素是以Fe3+存在，在C～D發(fā)生反應(yīng)：Al3++3OH-=Al(OH)3↓;Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓;(1)在D～E段發(fā)生反應(yīng)：NH4++OH﹣=NH3?H2O；在E～F點發(fā)生反應(yīng)：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。(2)根據(jù)題意 Al、Fe與極稀HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式：8Al+30HNO3=8Al(NO3)3+3NH4NO3+9H2O或8Fe+30HNO3=8Fe(NO3)3+3NH4NO3+9H2O；（3）溶解Al(OH)3消耗的NaOH的體積是2ml,則形成Al(OH)3沉淀消耗的NaOH的體積是6ml, n(NH4+) =0.003ml×4mol/L=0.012mol,根據(jù)電子守恒可知n(e-)=0.012mol×8=0.096mol,由于Al、Fe都是+3價的金屬，所以n(Al(OH)3)+ n(Fe(OH)3)= 0.096mol÷3=0.032mol，即B點對應(yīng)的沉淀的物質(zhì)的量為0.032mol。溶解Al(OH)3消耗NaOH是物質(zhì)的量是4mol/L×0.002L=0.008mol，使金屬離子形成沉淀消耗的OH-的物質(zhì)的量與電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量相等，n(OH-)=0.096mol，則使金屬離子形成沉淀消耗的NaOH的體積是：V(NaOH)= 0.096mol÷4mol/L=0.024L=24ml.所以C點對應(yīng)的氫氧化鈉溶液的體積為31ml－24ml=7ml；（4）當(dāng)沉淀達(dá)到最大值時在溶液中N元素的存在是NaNO3和NH4NO3。n(HNO3)= 0.031L×4mol/L+ 2×0.012mol= 0.148mol，所以c(HNO3)=n÷V=0.148mol÷2L=0.074mol/L。

考點：考查圖像法在表示物質(zhì)的反應(yīng)過程中的物質(zhì)變化及相應(yīng)計算的知識。