Question

某同學取一定量的Al和Fe固體混合物，與2.0L極稀的硝酸充分反應，反應過程中無氣體放出．在反應結束后的溶液中，逐滴加入4mol/L的氫氧化鈉溶液，所加氫氧化鈉溶液的體積（mL）與產生的沉淀的物質的量（mol）的關系如圖所示．試回答下列問題：
（1）圖中OC段沒有沉淀生成，此階段發(fā)生反應的離子方程式為______．在DE段，沉淀的物質的量沒有變化，則此階段發(fā)生反應的離子方程式為______；上述現象說明溶液中______結合OH^-的能力比______強（填寫離子符號）．
（2）B與A的差值為______mol．
（3）B點對應的沉淀的物質的量為______mol，C點對應的氫氧化鈉溶液的體積為______mL．
（4）求原硝酸溶液的物質的量濃度？

Answer 1

解：（1）OC段沒有沉淀生成，此階段發(fā)生反應的離子方程式為H⁺+OH^-=H₂O，CD段反應生成Fe（OH）₃、Al（OH）₃，在DE段，沉淀的物質的量沒有變化，則此階段發(fā)生反應的離子方程式為NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，說明Al³⁺、Fe³⁺結合OH^-的能力比NH₄⁺強，
故答案為：H⁺+OH^-=H₂O；NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O；Al³⁺、Fe³⁺；NH₄⁺；
（2）EF段發(fā)生Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，此時n（NaOH）=0.002L×4mol/L=0.008mol，由方程式可知n（EF段發(fā)生Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，）=0.008mol，
故答案為：0.008；
（3）DE段反應為NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，此時n（NH₄⁺）=n（NaOH）=0.003L×4mol/L=0.012mol，則硝酸得到電子為0.012mol×8=0.096mol，氧化劑和還原劑得失電子數目相等，所以鐵和鋁的總物質的量為mol=0.032mol，
生成Fe（OH）₃、Al（OH）₃，需要0.096molNaOH，體積應為=0.024L，即24mL，而完全沉淀時需要31mLNaOH溶液，說明有7mLNaOH發(fā)生中和反應，即C為7，
故答案為：0.032；7；
（4）E點時溶液溶質為NaNO₃，同時生成0.012molNH₃?H₂O，則由Na守恒可知n（NaNO₃）=n（NaOH）=0.034L×4mol/L=0.136mol，
由N守恒可知原硝酸溶液中硝酸的物質的量為0.136mol+0.012mol=0.148mol，
則原硝酸溶液的物質的量濃度為=0.074mol/L，
答：原硝酸溶液的物質的量濃度為0.074mol/L．
分析：一定量的Al和Fe固體混合物，與2.0L極稀的硝酸充分反應，反應過程中無氣體放出，說明硝酸被還原性為NH₄⁺，反應后加入NaOH，OC段沒有生成沉淀，應發(fā)生H⁺+OH^-=H₂O，CD段反應生成Fe（OH）₃、Al（OH）₃，DE段反應為NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，EF段發(fā)生Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，以此解答該題．
點評：本題考查混合物的計算，題目難度較大，注意硝酸的還原產物為解答該題的關鍵，根據反應的圖象判斷各段反應．