Question

实验研究发现，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。现有一定量铝粉和铁粉的混合物与一定体积某浓度的稀硝酸充分反应，反应过程中无气体放出(已知硝酸的还原产物是NH₄NO₃)。在反虑结束后的溶液中，逐滴加入5mol/L的NaOH溶液。所加NaOH溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量关系如下图所示。

则下列说法错误的是：

A. 铝粉和铁粉的混合物中铝粉与铁粉的物质的量之比为5：4

B. 原硝酸溶液中含硝酸的物质的量为0.5mol

C. B与A的差值为0.05 mol

D. 反应结束后的溶液仍有硝酸剩余

Answer

A

【解析】A、由图可得硝酸过量，加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应，再生成沉淀，当沉淀完全后由图知继续加入氢氧化钠溶液，沉淀量不变，可得与NH4+发生了反应。根据Al(OH)3 +OH-＝AlO2-+2H2O，得出Al(OH)3的物质的量为：（104-94）×10-3L×5mol/L＝0.05 mol；Al(OH)3的物质的量为0.05mol，根据铝元素守恒，故混合金属中n（Al）＝0.05mol，由图可知，DE段消耗的氢氧化钠的体积为94mL-88mL=6mL，故该阶段参加反应的氢氧化钠为0.006L×5mol/L＝0.03mol，根据NH4++OH-=NH3•H2O 可知，计算溶液中n(NH4+)=0.03mol，根据电子转移守恒有，3n（Fe）+3n（Al）=8n(NH4+)，即3n（Fe）+3×0.05mol=8×0.03mol，解得：n（Fe）=0.03mol，混合金属中n（Al）=0.05mol、n（Fe）=0.03mol，样品中铝粉和铁粉的物质的量之比为5：3，A错误；B、根据氮原子守恒可知原硝酸的物质的量是0.094L×5mol/L+0.03mol＝0.5mol，B正确；C、根据A中分析可知 B与A的差值为0.05 mol，C正确；D、由图可判断反应结束后的溶液仍有硝酸剩余，D正确，答案选A。

点睛：本题考查混合物反应的计算，难度较大。明确图象曲线变化的含义、相关的化学反应为解答关键，注意掌握常见金属单质及其化合物具有的性质。另外需要灵活应用各种守恒法，例如电子得失守恒、原子守恒以及质量守恒定律等。