Question

HNO₃與金屬反應(yīng)時(shí)，還原產(chǎn)物可能是NO₂、NO、N₂O、N₂或NH₃的一種或幾種．現(xiàn)有一定量的Al粉和Fe粉的混合物與100mL，稀HNO₃充分反應(yīng)，反應(yīng)過程中無任何氣放出．在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中，逐漸加入4mol•L^﹣1的NaOH溶液，加入NaOH溶液的體積（mL）與產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量關(guān)系如圖．請回答：

（1）與HNO₃反應(yīng)后Fe元素的化合價(jià)是　　

（2）縱坐標(biāo)中A點(diǎn)數(shù)值是　　，B點(diǎn)數(shù)值是　，原HNO₃濃度是　．

　

Answer 1

考點(diǎn)： 有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算． 

分析： （1）由O點(diǎn)到C點(diǎn)，氫氧化鈉溶液恰好和HNO₃生成NaNO₃，說明硝酸過量，所以鐵被硝酸氧化為硝酸鐵；

（2）根據(jù)圖象可知，由D點(diǎn)到E點(diǎn)，氫氧化鈉溶液恰好和NH₄NO₃反應(yīng)生成硝酸鈉、一水合氨；根據(jù)圖象數(shù)據(jù)和反應(yīng)可知：混合溶液中含有的溶質(zhì)有Fe（NO₃）₃、Al（NO₃）₃、NH₄NO₃、HNO₃ 由O點(diǎn)到C點(diǎn)，氫氧化鈉溶液恰好和HNO₃生成NaNO₃；由C與D點(diǎn)，氫氧化鈉溶液恰好和Fe（NO₃）₃、Al（NO₃）₃反應(yīng)生成NaNO；由D點(diǎn)到E點(diǎn)，氫氧化鈉溶液恰好和NH₄NO₃反應(yīng)生成硝酸鈉、水合氨，再結(jié)合反應(yīng)定量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算．

解答： 解：根據(jù)圖象可知：混合溶液中含有的溶質(zhì)有Fe（NO₃）₃、Al（NO₃）₃、NH₄NO₃、HNO₃

（1）由O點(diǎn)到C點(diǎn)，氫氧化鈉溶液恰好和HNO₃生成NaNO₃，鐵粉和鋁粉組成的混合物跟100mL稀硝酸充分反應(yīng)，硝酸剩余，鐵被硝酸氧化為三價(jià)鐵，

故答案為：+3；

（2）由C與D點(diǎn)，氫氧化鈉溶液恰好和Fe（NO₃）₃、Al（NO₃）₃反應(yīng)生成NaNO₃；

由D點(diǎn)到E點(diǎn)，氫氧化鈉溶液恰好和NH₄NO₃反應(yīng)生成硝酸鈉、一水合氨通；結(jié)合上面的分析及氮原子守恒可知：O點(diǎn)到D點(diǎn)硝酸鈉的物質(zhì)的量=硝酸的物質(zhì)的量，從D點(diǎn)到E點(diǎn)硝酸的物質(zhì)的量=2n（NaNO₃），而硝酸鈉的物質(zhì)的量=氫氧化鈉的物質(zhì)的量，所以總共硝酸的物質(zhì)的量為：4mol/L×0.015L+2×4mol/L×（0.0165﹣0.015）L=0.072mol，

所以原硝酸的物質(zhì)的量濃度為：=0.72mol/L；

根據(jù)EF可知：沉淀減少，說明氫氧化鋁溶解，所以氫氧化鋁的物質(zhì)的量=EF線段加入氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量，

即：n[Al（OH）₃]=4mol/L×（0.0185L﹣0.0165L）=0.008mol，

根據(jù)題意可知：生成0.008mol氫氧化鋁沉淀消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：3×0.008mol=0.024mol，

CD段生成沉淀為氫氧化鋁和氫氧化鐵，所以生成氫氧化鐵消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：4mol/L×（0.015L﹣0.003L）﹣0.024mol=0.024mol，n[Fe（OH）₃]=n（NaOH）=×0.024mol=0.008mol，

縱坐標(biāo)A點(diǎn)的數(shù)值即是生成氫氧化鐵的物質(zhì)的量，則A點(diǎn)數(shù)值為0.008；

B點(diǎn)數(shù)值為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀的總物質(zhì)的量，則B點(diǎn)數(shù)值為：0.008+0.008=0.016；

故答案為：0.008；0.016；0.72mol/L．

點(diǎn)評： 本題考查混合物反應(yīng)的計(jì)算、離子反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確圖象曲線變化的含義為解答關(guān)鍵，注意掌握質(zhì)量守恒定律在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．