Question

將5.5g鐵鋁混合物粉末加入900mL 1mol/L HNO₃溶液中，充分反應后，得a L（標準狀況）NO氣體．
（1）HNO₃是否過量

 

．（填“是”或“否”）
（2）若a=3.36L（標況），則混合物中鋁的質量分數為

 

．（保留到小數點后一位）
（3）若a=3.36L（標況）：要使沉淀的量不隨NaOH溶液量的變化而變化，往上述反應后的溶液中至少需要加入

 

mL 1mol/L NaOH溶液；要使生成的沉淀量最大，往上述反應后的溶液中需要加入

 

mL1mol/L NaOH溶液．

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：（1）同質量的鋁消耗硝酸的量多，假設5.5g金屬全部是鋁，計算需要硝酸的物質的量，進而判斷硝酸是否過量；
（2）根據二者質量和電子守恒列方程計算Fe、Al物質的量，進而計算Al的質量分數；
（3）要使沉淀的量不隨NaOH溶液量的變化而變化，則最終溶液中溶質為NaNO₃、NaAlO₂，根據鈉離子守恒：n（NaOH）=n（NaNO₃）+n（NaAlO₂），再結合N原子、Al原子守恒計算n（NaOH），進而計算此時需要氫氧化鈉溶液體積；
要使生成的沉淀量最大，最后得到的溶液是中溶質為NaNO₃，根據鈉離子守恒：n（NaOH）=n（NaNO₃），再結合N原子守恒計算n（NaOH），進而計算此時需要氫氧化鈉溶液體積．

解答： 解：（1）同質量的鋁消耗硝酸的量多，假設5.5g金屬全部是鋁，由Al+4HNO₃=Al（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，可知需要硝酸

5.5g

27g/mol

×4=0.81 mol，硝酸物質的量為0.9L×1mol/L=0.9mol＞0.81 mol，所硝酸過量，
故答案為：是；
（2）設鋁、鐵的物質的量分別為：xmol、ymol，根據質量守恒得27x+56y=5.5；得失電子守恒得（硝酸過量鐵變成三價鐵）：3x+3y=

3.36

22.4

×3，聯立方程解得：x=0.1 y=0.05，所以鋁的質量分數為：

0.1mol×27g/mol

5.5g

×100%=49.1%，故答案為：49.1%；  
（3）要使沉淀的量不隨NaOH溶液量的變化而變化，則最終溶液中溶質為NaNO₃、NaAlO₂，根據鈉離子守恒：n（NaOH）=n（NaNO₃）+n（NaAlO₂），再結合N原子、Al原子守恒，n（NaOH）=0.9mol-

3.36L

22.4L/mol

+0.1mol=0.85mol，此時需要氫氧化鈉溶液體積為

0.85mol

1mol/L

=0.85L=850mL；
要使生成的沉淀量最大，最后得到的溶液是中溶質為NaNO₃，根據鈉離子守恒：n（NaOH）=n（NaNO₃）=0.9mol-

3.36L

22.4L/mol

=0.75mol，此時需要氫氧化鈉溶液體積為

0.75mol

1mol/L

=0.75L=750mL，
故答案為：850；750．

點評：本題考查混合物的計算，難度中等，側重對解題方法計算與學生分析思維能力考查，涉及過量計算、極端思考、守恒關系的應用．