Question

（10分）某同学取一定量的Al、Fe混合物，与2.0L极稀的HNO₃充分反应，假设HNO₃的还原产物全部为铵盐。在反应后的溶液中，逐滴加入4mol·L^－1的NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积与产生的沉淀的物质的量的关系如图所示。分析图像回答问题：

（1）DE段发生反应的离子方程式为：_____________________________________ 。

（2）请写出任意一个Al、Fe与极稀HNO₃反应的化学方程式：_______________ 。

（3）B点对应的沉淀的物质的量为_______mol，C点对应的氢氧化钠溶液的体积为______mL。

（4）原硝酸溶液的物质的量浓度为_______mol/L。

Answer

(10分,每空2分)(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】

试题分析：（1）Al、Fe混合物与硝酸反应，由于向反应后的溶液中加入NaOH开始无沉淀形成，说明硝酸过量，因此金属与硝酸反应产生硝酸铁、硝酸铝。在OC段发生反应：H++ OH -= H2O；在CD段溶液中的Fe3+、Al3+发生沉淀反应形成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀；在DE段，沉淀的物质的量没有变化，是因为在DE段NaOH溶液与硝酸被还原为NH4NO3,二者发生复分解反应，离子方程式是：NH4++ OH-=NH3·H2O；（2）8Al+30HNO3=8Al(NO3)3+3NH4NO3+9H2O或8Fe+30HNO3 =8Fe(NO3)3+3NH4NO3+ 9H2O；（3）在EF段NaOH溶解Al(OH)3沉淀，离子方程式是：Al(OH)3+ OH-= AlO2-+ 2H2O。溶解Al(OH)3消耗的NaOH的物质的量是n(NaOH)= 4mol/L× 0.002L =0.008mol,所以根据反应方程式中二者的物质的量关系可知：n(Al(OH)3)=0.008mol，产生Al(OH)3沉淀消耗的NaOH溶液的体积是6ml；根据反应方程式NH4++ OH-=NH3·H2O 可知：n(NH4+)=4mol/L ×0.003L=0.012mol，n(e-)=0.012mol×8=0.096mol,Fe、Al都是+3价的金属，由于在反应过程中电子转移数目相等，所以n(Fe)+n(Al)= 0.096mol÷3=0.032mol,所以在B点对应的沉淀的物质的量与金属的物质的量相等，n(沉淀)= 0.032mol;使Al3+、Fe3+形成沉淀消耗的NaOH的物质的量与电子的物质的量相等，是0.096mol ，则其消耗NaOH溶液的体积是V（NaOH）=0.096mol ÷4mol/L=0.024L=24ml,所以 C点对应的氢氧化钠溶液的体积为31ml-24ml=7ml。（4）根据方程式H++ OH -= H2O可知n(HNO3)=n(HNO3)(过量)+ n(HNO3)(反应)= 4mol/L×0.007L+0.032mol×(30/8)=0.148mol.所以原硝酸的浓度是c(HNO3)= n(HNO3)÷V=0.148mol÷2.0L=0.074mol/L.

考点：考查Al、Fe的化学性质、离子方程式是书写及守恒法在混合物中各成分的确定的应用的知识。