Question

硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，硝酸濃度越稀，對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素化合價(jià)越低，現(xiàn)有一定量鋁粉和鐵粉的混合物與一定體積某濃度的稀HNO₃充分反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中無(wú)任何氣體放出．在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中，逐漸加入5mol/LNaOH溶液，所加NaOH溶液的體積（ml）與產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量（mol）關(guān)系如圖所示．則下列敘述錯(cuò)誤的是（　�。�

• A、DE段方程式為NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O
• B、原硝酸溶液中含硝酸的物質(zhì)的量為0.47 mol
• C、C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液體積為40 mL
• D、混合物中鋁粉與鐵粉的物質(zhì)的量之比為5：3

Answer 1

考點(diǎn)：氧化還原反應(yīng)的計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：①先加入NaOH溶液時(shí)沒(méi)有沉淀生成，說(shuō)明NaOH先和溶液中酸反應(yīng)，則硝酸有剩余，根據(jù) HNO₃+NaOH=NaNO₃+H₂O計(jì)算剩余硝酸的物質(zhì)的量；
②硝酸有剩余，所以溶液中存在鐵離子，繼續(xù)滴加NaOH溶液有沉淀生成，發(fā)生反應(yīng)Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，所以隨著NaOH的加入，沉淀的物質(zhì)的量逐漸增加；
③當(dāng)88mL時(shí)沉淀物質(zhì)的量最大，繼續(xù)滴加NaOH，沉淀的物質(zhì)的量不變，說(shuō)明發(fā)生反應(yīng) NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O；
④當(dāng)加入94mL溶液后，繼續(xù)滴加NaOH溶液，沉淀的物質(zhì)的量減小，發(fā)生反應(yīng) Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，據(jù)此分析解答．

解答： 解：①先加入NaOH溶液時(shí)沒(méi)有沉淀生成，說(shuō)明NaOH先和溶液中酸反應(yīng)，則硝酸有剩余，根據(jù) HNO₃+NaOH=NaNO₃+H₂O得剩余n（HNO₃）；
②硝酸有剩余，所以鐵被氧化為鐵離子，繼續(xù)滴加NaOH溶液有沉淀生成，發(fā)生反應(yīng)Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，所以隨著NaOH的加入，沉淀的物質(zhì)的量逐漸增加；
③當(dāng)88mL時(shí)沉淀物質(zhì)的量最大，繼續(xù)滴加NaOH，沉淀的物質(zhì)的量不變，說(shuō)明發(fā)生反應(yīng) NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O；
④當(dāng)加入94mL溶液后，繼續(xù)滴加NaOH溶液，沉淀的物質(zhì)的量減小，發(fā)生反應(yīng) Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
A．通過(guò)以上分析知，DE段方程式為NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O，故A正確；
B．當(dāng)NaOH溶液體積為94mL時(shí)，溶液中的溶質(zhì)為NaNO₃，根據(jù)Na原子守恒、硝酸根離子守恒得n（NaNO₃）=n（NaOH）=n（HNO₃）=0.094L×5mol/L=0.47mol，反應(yīng)中還有生成銨根離子的硝酸，其物質(zhì)的量等于n（NH₄⁺）=0.006L×5mol/L=0.03mol，所以一共消耗硝酸0.5mol，故B錯(cuò)誤；
C．EF段發(fā)生反應(yīng)Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，根據(jù)方程式知n（Al（OH）₃）=0.01L×5mol/L=0.05mol，根據(jù)Al原子守恒得n（Al）=n（Al（OH）₃）=0.05mol，
根據(jù)NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O得n（NH₄⁺）=n（OH^-）=0.006L×5mol/L=0.03mol，
因?yàn)闆](méi)有氣體生成，所以硝酸根離子發(fā)生還原反應(yīng)生成銨根離子，因?yàn)楦鶕?jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得3n（Fe）+3n（Al）=8n（NH₄⁺），3n（Fe）+0.05mol×3=0.03mol×8，n（Fe）=0.03mol，根據(jù)Al³⁺+3 OH^-=Al（OH）₃↓、Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓知鋁離子、鐵離子消耗n（ OH^-）=3n（Fe）+3n（Al）=3（0.03mol+0.05mol）=0.24mL，則V（NaOH）=

0.24mol

5mol/L

=0.048mL，剩余為和硝酸反應(yīng)的NaOH，則C點(diǎn)數(shù)值88mL-48mL=40mL，故C正確；
D．通過(guò)以上分析知，n（Fe）=0.03mol，n（Al）=0.05mol，所以混合物中鋁粉與鐵粉的物質(zhì)的量之比為5：3，故D正確；
故選B．

點(diǎn)評(píng)：本題考查氧化還原反應(yīng)、離子方程式的計(jì)算，明確圖片中各個(gè)階段發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，知道各個(gè)拐點(diǎn)溶液中對(duì)應(yīng)的溶質(zhì)，再結(jié)合方程式、原子守恒進(jìn)行解答，易錯(cuò)選項(xiàng)是B，注意消耗的硝酸還包含被還原的硝酸，為易錯(cuò)點(diǎn)．