Question

硝酸發(fā)生氧化還原反應的時候，一般硝酸越稀，對應的還原產物中氮的化合價越低．現(xiàn)有一定量的鋁、鐵合金與一定量稀HNO₃充分反應，反應過程中無任何氣體放出．在反應結束后的溶液中，逐滴加入4mol/L NaOH溶液，所加NaOH溶液的體積（V）與產生沉淀的物質的量（n）關系如圖所示．下列說法中不正確的是（　　）

• A、合金與硝酸反應時硝酸過量
• B、合金中鋁的物質的量為0.008mol
• C、合金中金屬的物質的量共為0.032mol
• D、無法求出C點的值

Answer 1

分析：A．在反應結束后的溶液中，逐滴加入4mol/L NaOH溶液，加入氫氧化鈉溶液應先與硝酸反應，再生成沉淀；
B．由圖可得加入氫氧化鈉溶液從E→F發(fā)生的反應為：Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
C．根據(jù)氧化還原反應，N元素由+5價變?yōu)?3價，而金屬都由0價變?yōu)?3價，可以運用電子守恒得出金屬的物質的量；
D．根據(jù)消耗NaOH的總體積，結合在D點氫氧化鈉與硝酸、鋁鐵離子的反應，可計算得出C點氫氧化鈉溶液的體積；

解答：解：鋁粉和鐵粉的混合物與一定量很稀HNO₃充分反應，被氧化為Al³⁺、Fe³⁺，通過題意，反應始終沒有氣體生成，可以得出不會有氮的氧化物生成，又有硝酸的濃度越稀，對應還原產物中氮元素的化合價越低，可以推測N元素由+5變成了-3價，由圖可得硝酸過量，加入氫氧化鈉溶液應先與硝酸反應，再生成沉淀，當沉淀完全后由圖知繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液，沉淀量不變，可得與NH₄⁺發(fā)生了反應，則隨著NaOH的滴加，發(fā)生的反應依次有：
①H⁺+OH^-=H₂O，②Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，③NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O，
④Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O
A．由圖可得滴加NaOH體積為31ml時，發(fā)生反應為，H⁺+OH^-=H₂O，F(xiàn)e³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，所以硝酸過量，故A正確；
B．根據(jù)Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O，得出Al（OH）₃的物質的量為：（36-34）×10^-3L×4mol/L=0.008 mol，故B正確；
C．沉淀的總量可根據(jù)NH₄⁺的量，根據(jù)NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O 得出n（NH₄⁺）=（34-31）×10^-3L×4mol/L=0.012 mol，根據(jù)氧化還原反應，N元素由+5價變?yōu)?3價，而金屬都由0價變?yōu)?3價，可以運用電子守恒得出金屬的物質的量為

0.012mol×8

3

=0.032mol，故C正確；
D．滴加NaOH體積為31ml時，發(fā)生反應為H⁺+OH^-=H₂O，F(xiàn)e³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，
可計算得出C點氫氧化鈉溶液的體積為31ml-

0.032mol×3

4mol/L

×10³ml/L=7mL，C點的值為7，故D錯誤；
故選D．

點評：本題考查混合物的計算，題目難度較大，本題注意根據(jù)圖象判斷各階段反應的情況，由圖可得硝酸過量，加入氫氧化鈉溶液應先與硝酸反應，再生成沉淀，當沉淀完全后由圖知繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液，沉淀量不變，注意從質量守恒的角度結合反應的關系式計算．