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。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。在反应结束后的溶液中，逐滴加入5 mol·L^－1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

   ⑴B与A的差值为             mol。

   ⑵C点对应的溶液体积为            mL。

   ⑶原硝酸溶液中含硝酸的物质的量为           mol。

   ⑷铝粉和铁粉的混合物中铝粉与铁粉的物质的量之比为                 。

   ⑸写出铝与该浓度硝酸反应的离子方程式                             。

Answer 1

【答案】⑴0.05  ⑵40  ⑶0.5  ⑷5:3  ⑸8Al+30H⁺+3NO₃^-=8Al³⁺+3NH₄⁺+9H₂O

【解析】由题意知，金属与硝酸反应时，硝酸的还原产物为NH₄NO₃，由图又可看出金属与硝酸反应后，硝酸是过量的，故金属的氧化产物为Fe(NO₃)₃、Al(NO₃)₃。图中：①0→C：H⁺+OH^-=H₂O；②C→88：R³⁺+3OH^-=R(OH)₃↓（R代表Fe或Al）；③88→94：NH₄⁺+ OH^-=NH₃•H₂O；④94→104：Al(OH)₃+ OH^-=AlO₂^-+ 2H₂O。由④知n[Al(OH)₃]=0.01L×5mol·L^－1=0.05 mol=n(Al)，此值也是B与A的差值。由③知，n(NH₄NO₃)= 0.006L×5mol·L^－1=0.03 mol，根据反应中得失电子相等的原则得：3n(R³⁺)=0.03×8=0.24 mol，则n(R³⁺)=0.08 mol=n(合金)，故混合物中n(Al):n(Fe)=5:3。0→88mL中，用于沉淀金属离子的OH^-有0.08 mol×3=0.24 mol，故C点：(0.088L×5 mol·L^－1-0.24 mol)/ 5 mol·L^－1=0.04L，即40mL。

【考点】化学计算与技巧，元素及其化合物