Question

實驗研究發現，硝酸發生氧化還原反應時，硝酸的濃度越稀，對應還原產物中氮元素的化合價越低�，F有一定量鋁粉和鐵粉的混合物與一定體積某濃度的稀硝酸充分反應，反應過程中無氣體放出。在反應結束后的溶液中，逐滴加入5 mol·L^－1的NaOH溶液，所加NaOH溶液的體積(mL)與產生的沉淀的物質的量關系如下圖所示。則

   ⑴B與A的差值為             mol。

   ⑵C點對應的溶液體積為            mL。

   ⑶原硝酸溶液中含硝酸的物質的量為           mol。

   ⑷鋁粉和鐵粉的混合物中鋁粉與鐵粉的物質的量之比為                 。

   ⑸寫出鋁與該濃度硝酸反應的離子方程式                             。

Answer 1

【答案】⑴0.05  ⑵40  ⑶0.5  ⑷5:3  ⑸8Al+30H⁺+3NO₃^-=8Al³⁺+3NH₄⁺+9H₂O

【解析】由題意知，金屬與硝酸反應時，硝酸的還原產物為NH₄NO₃，由圖又可看出金屬與硝酸反應后，硝酸是過量的，故金屬的氧化產物為Fe(NO₃)₃、Al(NO₃)₃。圖中：①0→C：H⁺+OH^-=H₂O；②C→88：R³⁺+3OH^-=R(OH)₃↓（R代表Fe或Al）；③88→94：NH₄⁺+ OH^-=NH₃•H₂O；④94→104：Al(OH)₃+ OH^-=AlO₂^-+ 2H₂O。由④知n[Al(OH)₃]=0.01L×5mol·L^－1=0.05 mol=n(Al)，此值也是B與A的差值。由③知，n(NH₄NO₃)= 0.006L×5mol·L^－1=0.03 mol，根據反應中得失電子相等的原則得：3n(R³⁺)=0.03×8=0.24 mol，則n(R³⁺)=0.08 mol=n(合金)，故混合物中n(Al):n(Fe)=5:3。0→88mL中，用于沉淀金屬離子的OH^-有0.08 mol×3=0.24 mol，故C點：(0.088L×5 mol·L^－1-0.24 mol)/ 5 mol·L^－1=0.04L，即40mL。

【考點】化學計算與技巧，元素及其化合物