Question

9．研究發(fā)現，硝酸越稀，還原產物中氮元素的化合價越低．某同學取適量的鐵鋁合金與足量很稀的硝酸充分反應，沒有氣體放出．在反應結束后的溶液中，逐滴加入4mol/L NaOH溶液，所加NaOH溶液的體積（mL）與產生的沉淀的物質的量（mol）的關系如圖所示．下列說法不正確的是（　�。�

• A． OC段離子反應方程式為H⁺+OH^-═H₂O
• B． 溶液中n（NH${\;}_{4}^{+}$）=0.012 mol
• C． 溶液中結合OH^-能力最強的離子是H⁺，最弱的離子是Al³⁺
• D． 欲測定F點沉淀的質量，實驗步驟是：過濾、洗滌、干燥、稱量

Answer 1

分析 鐵鋁合金與足量很稀HNO₃充分反應，被氧化為Al³⁺、Fe³⁺，通過題意，反應始終沒有氣體生成，可以得出不會有氮的氧化物生成，由于硝酸的濃度越稀，對應還原產物中氮元素的化合價越低，可以推測N元素由+5變成了-3價，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，可得與NH₄⁺發(fā)生了反應，則隨著NaOH的滴加，發(fā)生的反應依次有：①H⁺+OH^-=H₂O，②Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，③NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，④Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
A．OC段為剩余的硝酸與氫氧化鈉反應；
B．根據DE段消耗氫氧化鈉的體積，結合發(fā)生反應計算溶液中n（NH₄⁺）；
C．根據發(fā)生反應的順序，可以判斷結合OH^-能力的強弱；
D．測定F點沉淀的質量，應將互不相溶的固體與液體分離，并洗滌沉淀附著的雜化，再干燥稱量．

解答 解：鐵鋁合金與足量很稀HNO₃充分反應，被氧化為Al³⁺、Fe³⁺，通過題意，反應始終沒有氣體生成，可以得出不會有氮的氧化物生成，由于硝酸的濃度越稀，對應還原產物中氮元素的化合價越低，可以推測N元素由+5變成了-3價，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，可得與NH₄⁺發(fā)生了反應，則隨著NaOH的滴加，發(fā)生的反應依次有：①H⁺+OH^-=H₂O，②Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，③NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，④Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
A．由上述分析可知，OC段為剩余的硝酸與氫氧化鈉反應，離子反應方程式：H⁺+OH^-=H₂O，故A正確；
B．由圖可知DE段消耗氫氧化鈉的體積為3mol，由NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O可知溶液中n（NH₄⁺）=n（OH^-）=0.003L×4mol/L=0.012mol，故B正確；
C．根據發(fā)生反應的順序可知，結合OH^-能力最強的離子是H⁺，最弱的離子是NH₄⁺，故C錯誤；
D．欲測定F點沉淀的質量，應將互不相溶的固體與液體分離，并洗滌沉淀附著的雜化，再干燥稱量，故實驗步驟是：過濾、洗滌、干燥、稱量，故D正確；
故選C．

點評 本題以圖象形式考查金屬與硝酸的反應、離子方程式的計算等知識，題目難度中等，判斷圖中各階段發(fā)生的反應是解題關鍵，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．