Question

【題目】實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，金屬與硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，硝酸的濃度越稀，對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)越低�，F(xiàn)有一定量的鋁粉和鐵粉的混合物與足量很稀的硝酸充分反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中無(wú)氣體放出．在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中逐滴加入5mol/L NaOH溶液，所加NaOH溶液的體積（mL）與產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量（mol）關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是（ ）

A．稀硝酸與鋁粉、鐵粉反應(yīng)，其還原產(chǎn)物為硝酸銨

B．b點(diǎn)與a點(diǎn)的差值為0.05 mol

C．c點(diǎn)對(duì)應(yīng)NaOH溶液的體積為40 mL

D．樣品中鋁粉和鐵粉的物質(zhì)的量之比為10:9

Answer 1

【答案】D

【解析】

試題分析：鋁粉和鐵粉的混合物與一定量很稀HNO3充分反應(yīng)，被氧化為Al3+、Fe3+，通過(guò)題意，反應(yīng)始終沒(méi)有氣體生成，可以得出不會(huì)有氮的氧化物生成，又有硝酸的濃度越稀，對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)越低，可以推測(cè)N元素由+5變成了-3價(jià)，由圖可得硝酸過(guò)量，加入氫氧化鈉溶液應(yīng)先與硝酸反應(yīng)，再生成沉淀，當(dāng)沉淀完全后，由圖知繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液，沉淀量不變，可得與NH4+發(fā)生了反應(yīng)，則隨著NaOH的滴加，發(fā)生的反應(yīng)依次有：

①H++OH-=H2O，②Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，Al3++3OH-=Al（OH）3↓，

③NH4++OH-═NH3?H2O，④Al（OH）3 +OH-=AlO2-+2H2O，

b與a的差值為氫氧化鋁的物質(zhì)的量，由圖可知，ef段消耗的氫氧化鈉溶液為104mL-94m=10mL，故該階段參加反應(yīng)的氫氧化鈉為0.01L×5mol/L=0.05mol，根據(jù)Al（OH）3 +OH-=AlO2-+2H2O可知，Al（OH）3的物質(zhì)的量為0.05mol，根據(jù)鋁元素守恒，故混合金屬中n（Al）=0.05mol，由圖可知，de段消耗的氫氧化鈉的體積為94mL-88mL=6mL，故該階段參加反應(yīng)的氫氧化鈉為0.006L×5mol/L=0.03mol，根據(jù)NH4++OH-═NH3?H2O 可知，計(jì)算溶液中n（NH4+）=0.03ml，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有，3n（Fe）+3n（Al）=8n（NH4+），即3n（Fe）+3×0.05mol=8×0.03mol，解得n（Fe）=0.03mol，由反應(yīng)過(guò)程可知，到加入氫氧化鈉為88mL時(shí)，溶液中溶質(zhì)為硝酸鈉與硝酸銨，n（NH4NO3）=n（NH4+）=0.03mol，根據(jù)鈉元素守恒，可知n（NaNO3）=n（NaOH）=0.088L×5mol/L=0.44mol，根據(jù)氮元素守恒計(jì)算原硝酸溶液中n（HNO3）=n（NaNO3）+2n（NH4NO3）=0.44mol+0.03mol×2=0.5mol，而c點(diǎn)溶液為NaNO3、NH4NO3、Fe（NO3）3、Al（NO3）3，根據(jù)氮元素守恒n′（NaNO3）+2n（NH4NO3）+3n[Fe（NO3）3]+3n[Al（NO3）3]=n（HNO3），故c點(diǎn)溶液中n′（NaNO3）=0.5mol-0.03mol×2-0.03mol×3-0.05mol×3=0.2mol，故c點(diǎn)加入NaOH的物質(zhì)的量=0.2mol，

A．由上述分析可知，稀硝酸與鋁粉、鐵粉反應(yīng)，其還原產(chǎn)物為硝酸銨，故A正確；

B．由上述分析可知，b與a的差值=n[Al（NO3）3]=0.05mol，故B正確；

C．由上述分析可知，c點(diǎn)對(duì)應(yīng)NaOH溶液的體積==0.04L=40mL，故C正確；

D．由上述分析可知，混合金屬中n（Al）=0.05mol、n（Fe）=0.03mol，樣品中鋁粉和鐵粉的物質(zhì)的量之比為5：3，故D錯(cuò)誤。