Question

(8分)HNO₃与金属反应时，还原产物可能是NO₂、NO、N₂O、N₂或NH₃的一种或几种。现有一定量的Al粉和Fe粉的混合物与100mL，稀HNO₃充分反应，反应过程中无任何气放出。在反应结束后  的溶液中，逐渐加入4 mol·L^-1的NaOH溶液，加入NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量关系如下图。请回答：

（1）与HNO₃反应后Fe元素的化合价是________

（2）纵坐标中A点数值是____，B点数值是_______，原HNO₃浓度是______________

Answer

（1）+3 （2）0.008、 0.016、 0.72mol/L

【解析】

试题分析：（1）根据图示可知：说明硝酸过量，因此在HNO3足量时与硝酸反应后Fe元素的化合价是+3价；（3）反应后的溶液中加入NaOH,后不是立刻有沉淀产生，在O～C段，发生反应：H++OH-=H2O，n(HNO3)(过量)=n(NaOH)=0.003L×4 mol/L=0.012mol，在C～D段，发生反应：Al3＋＋3OH-= Al(OH)3↓；Fe3＋＋3OH-= Fe(OH)3↓; n(Al3+)+n(Fe3+)=1/3n(OH-)=1/3×(0.012L×4 mol/L)=0.016mol,在D～E段发生反应：NH4++ OH-= NH3·H2O，n(NH4+)=0.0015L×4 mol/L=0.006mol；在D～E段发生反应：Al(OH)3+ OH-= AlO2-+ 2H2O，所以n(Al3+)=n(Al(OH)3)=0.002L×4 mol/L=0.008mol；所以n(Fe3+)=0.016mol－0.008mol=0.008mol;当在A点时的沉淀为Fe(OH)3,其数值为0.008mol,在B点时沉淀为Fe(OH)3和Al(OH)3的和，所以B点数值是0.016mol；原HNO3的物质的量就是过量的硝酸与反应的硝酸的物质的量的和。n(HNO3)(反应)= 3n(Fe(NO3)3) + 3n(Al(NO3)3)+2n(NH4NO3)=0.008mol×3 +0.008mol×3 + 0.006mol×2 =0.060mol；n(HNO3)(总)= n(HNO3)(过量)+ n(HNO3)(反应)= 0.012mol+ 0.060mol= 0.072 mol；所以c(HNO3)= 0.072mol÷0.1L=0.072mol/L.

考点：考查硝酸与金属的反应及守恒方法在化学计算则的应用的知识。