Question

探究實驗發(fā)現(xiàn)，硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時，濃度越稀，對應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價越低．
（1）一定條件下，將少量的鎂粉與足量極稀的硝酸充分反應(yīng)，完成并配平下列化學(xué)方程式：□Mg+□HNO₃═□□+□NH₄NO₃+□H₂O
（2）為了測定某鎂鋁合金中兩種金屬的物質(zhì)的量之比，某同學(xué)取一定量鎂鋁合金與足量極稀的硝酸充分反應(yīng)，反應(yīng)過程中無氣體放出．在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中，逐滴加入1mol?L^-1的氫氧化鈉溶液，所加氫氧化鈉溶液的體積（mL）與產(chǎn)生的沉淀的物質(zhì)的量（mol）的關(guān)系如圖所示．
試回答下列問題：
①逐滴加入1mol?L^-1的氫氧化鈉溶液的定量玻璃儀器為

 

．圖中OC段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．
②由上述圖形分析可知，溶液中結(jié)合OH^-能力最強(qiáng)的陽離子是

 

（填離子符號，下同）、最弱的陽離子是

 

．
③通過上圖數(shù)據(jù)計算知：合金中兩種金屬的物質(zhì)的量之比n（Mg）：n（Al）=

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)方程式的有關(guān)計算,硝酸的化學(xué)性質(zhì)

專題：計算題

分析：（1）少量的鎂粉與足量極稀的硝酸充分反應(yīng)生成硝酸鎂，根據(jù)化合價升級相等、原子守恒配平；
（2）①氫氧化鈉溶液應(yīng)放入堿式滴定管，O→C 之間沒有沉淀生成，說明硝酸過量，O→C 之間發(fā)生的反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)，以此書寫離子方程式；
②O→C 之間發(fā)生的反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)，C→D為Mg²⁺、Al³⁺與NaOH反應(yīng)生成沉淀，D→E一段沉淀的質(zhì)量沒有發(fā)生變化，為NH₄NO₃和NaOH反應(yīng)；
③根據(jù)曲線的變化判斷出各段反應(yīng)，根據(jù)消耗的氫氧化鈉的體積和反應(yīng)方程式計算反應(yīng)后溶液含有鎂和鋁的物質(zhì)的量．

解答： 解：（1）少量的鎂粉與足量極稀的硝酸充分反應(yīng)生成硝酸鎂，Mg→Mg（NO₃）₂ ，Mg的化合價0→+2，化合價升高2，HNO₃→NH₄NO₃，N的化合價+5→-3，化合價降低8，根據(jù)化合價升級相等可知：Mg、Mg（NO₃）₂ 的化學(xué)計量數(shù)為4，NH₄NO₃的化學(xué)計量數(shù)為1，再根據(jù)原子守恒可知HNO₃的化學(xué)計量數(shù)為10，H₂O的化學(xué)計量數(shù)為3，因此化學(xué)方程式為4Mg+10HNO₃═4Mg（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O，
故答案為：4；10；4　Mg（NO₃）₂；1；3；
（2）①氫氧化鈉溶液應(yīng)放入堿式滴定管，O→C 之間沒有沉淀生成，說明硝酸過量，O→C 之間發(fā)生的反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)，離子方程式為H⁺+OH^-═H₂O，
故答案為：堿式滴定管；H⁺+OH^-═H₂O；
②O→C 之間發(fā)生的反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)，離子方程式為H⁺+OH^-═H₂O，C→D為Mg²⁺、Al³⁺與NaOH反應(yīng)生成沉淀，D→E一段沉淀的質(zhì)量沒有發(fā)生變化，為NH₄⁺和NaOH反應(yīng)，因此溶液中結(jié)合OH^-能力最強(qiáng)的陽離子是H⁺，最弱的陽離子是NH₄⁺，
故答案為：H⁺；NH₄⁺；
③E與F之間沉淀的量減少，為Al（OH）₃溶解在氫氧化鈉溶液中，
其反應(yīng)方程式為Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，
氫氧化鋁與氫氧化鈉物質(zhì)的量之比為1：1，
EF段的n（NaOH）=1mol/L×2×10^-3L=0.002mol，根據(jù)Al原子守恒可知合金中Al、Al³⁺均為0.002mol，
D→E一段沉淀的質(zhì)量沒有發(fā)生變化，為NH₄NO₃和NaOH反應(yīng)，
n（NH₄⁺）=n（NaOH）=（20-18）×10^-3L×1mol/L=0.002mol，
設(shè)Mg²⁺有xmol，Al³⁺0.002mol，NH₄⁺有0.002mol，根據(jù)電子守恒可得：
2x+0.002×3=0.002×8
x=0.005mol，
所以Mg的物質(zhì)的量為0.005mol，Al的物質(zhì)的量為0.002mol，
n（Mg）：n（Al）=0.005mol：0.002mol=5：2，
故答案為：5：2．

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(yīng)的情況，注意從電子守恒、質(zhì)量守恒的角度結(jié)合反應(yīng)的關(guān)系式計算．