Question

10．實驗研究發(fā)現(xiàn)，硝酸發(fā)生氧化還原反應時，硝酸的濃度越稀，對應還原產(chǎn)物中氮元素的化合價越低（如生成NO、N₂O、N₂、NH₄⁺等）．現(xiàn)有一定量鋁粉和鐵粉的混合物與一定量很稀的硝酸充分反應，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^-1NaOH溶液，所加NaOH溶液的體積（mL）與產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量（mol）關系如圖所示．則

（1）在DE段，沉淀的物質(zhì)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．
（2）B與A的差值為：0.008mol．
（3）B點對應的沉淀的物質(zhì)的量為：0.032mol，C點對應的溶液體積為7mL．

Answer 1

分析 （1）DE段反應離子方程式為：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O；
（2）B與A的差值為氫氧化鋁的物質(zhì)的量，計算EF段消耗的氫氧化鈉，根據(jù)Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O，得出Al（OH）₃的物質(zhì)的量；
（3）B點對應的沉淀為Fe（OH）₃、Al（OH）₃，DE段發(fā)生反應NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，根據(jù)消耗氫氧化鈉溶液計算n（NH₄⁺），根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算n[Fe（OH）₃]+n[Al（OH）₃]；
根據(jù)氫氧化鋁、氫氧化鐵總物質(zhì)的量計算CD段消耗氫氧化鈉的體積，進而計算C點體積．

解答 解：（1）DE段為銨根離子與氫氧根離子反應生成一水合氨，反應離子方程式為：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，
故答案為：NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O；
（2）B與A的差值為氫氧化鋁的物質(zhì)的量，由圖可知，EF段消耗的氫氧化鈉溶液為36mL-34mL=2mL，故該階段參加反應的氫氧化鈉為0.002L×4mol/L=0.008mol，根據(jù)Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O可知，Al（OH）₃的物質(zhì)的量為0.008mol，
故答案為：0.008 mol；
（3）DE段發(fā)生反應NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，消耗氫氧化鈉溶液34mL-31mL=3mL，n（NH₄⁺）=3×10^-3L×4mol/L=0.012 mol，N元素由+5價變?yōu)?3價，金屬都由0價變?yōu)?3價，根據(jù)電子守恒得出金屬的物質(zhì)的量為0.012mol×8÷3=0.032 mol，即n[Fe（OH）₃]+n[Al（OH）₃]=0.032mol；
所以CD段消耗NaOH的體積為：0.032mol×3÷4mol/L=0.024L=24mL，故C點體積=31mL-24mL=7mL，
故答案為：0.032mol；7mL．

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(zhì)量守恒的角度結合反應的關系式計算，試題培養(yǎng)了學生的化學計算能力．