Question

实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低（如生成NO、N₂O、N₂、NH₄⁺等）。现有一定量铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入4 mol·L^-1 NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积（mL）与产生沉淀的物质的量（mol）关系如图所示。则

（1）在DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为：____________。

（2）B与A的差值为:___________。

（3）B点对应的沉淀的物质的量为:__________，C点对应的溶液体积为_____________。

Answer

（1）NH4+ +OH-=NH3↑+H2O；

（2）0.008 mol；（3）0.032mol；7mL

【解析】

试题分析：通过观察图像可知：反应过程中始终没有气体生成，可以得出不会有氮的氧化物生成，又有硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低，可以推测N元素由+5变成了-3价，由图可知：向反应后的溶液中加入NaOH，开始无沉淀沉淀产生，说明反应后硝酸过量，加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应，再生成沉淀，当沉淀完全后，继续加入氢氧化钠溶液，沉淀量不变，可得与溶液中的NH4+发生了反应NH4+ +OH-=NH3↑+H2O，最后发生反应：Al(OH)3+ OH-= AlO2-+ 2H2O。（1）在DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为NH4+ +OH-=NH3↑+H2O；(2)可根据Al(OH)3+ OH-= AlO2-+ 2H2O，得出Al(OH)3的物质的量为：n[Al(OH)3]=n(NaOH)=(36-34)×10-3L×4mol/L=0.008mol；（3）沉淀的总量可根据NH4+的量，根据NH4+ +OH-=NH3↑+H2O计算得出n(NH4+ +OH-=NH3↑+H2O)=（34-31）×10-3L×4mol/L=0.012 mol，根据氧化还原反应，N元素由+5价变为-3价，而金属都由0价变为+3价，运用电子守恒得出金属的物质的量n(Fe)+n(Al)= (0.012mol×8)÷3=0.032mol，所以根据元素守恒可知B点对应的沉淀的物质的量为金属的物质的量，等于0.032mol；滴加NaOH体积为31ml时，发生反应为①H++OH-=H2O，②Fe3＋＋3OH-= Fe(OH)3↓，Al3＋＋3OH-= Al(OH)3↓，可计算得出C点氢氧化钠溶液的体积为31ml- (0.032mol×3)÷4mol/L×103ml/L=7mL。

考点：考查金属与硝酸的反应、离子方程式的书写、氧化还原反应、化学计算的知识。