Question

【題目】將5.5g鐵鋁混合物粉末加入過量的1L1mol/L HNO3溶液中，充分反應后，得3.36L（標準狀況）NO氣體，求
（1）假設反應前后溶液的體積不變，剩余硝酸的濃度為mol/L
（2）混合物中鋁的質量分數為%，
（3）向反應后的溶液中加入mL 1mol/L NaOH溶液時，生成的沉淀量最大，再加mL 1mol/L NaOH溶液才能使沉淀的量不再發生變化．

Answer 1

【答案】
（1）0.4
（2）49.1
（3）850；100
【解析】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 ×4=0.81 mol，硝酸物質的量為1L×1mol/L=1mol＞0.81 mol，所硝酸過量，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，聯立方程解得：x=0.1 y=0.05，所以消耗硝酸的物質的量為：（0.1+0.05）×3+ =0.6mol，所以剩余硝酸的物質的量1mol﹣0.6mol=0.4mol，所以剩余硝酸的濃度為 =0.4mol/l， 所以答案是：0.4；（2）鋁的質量分數為： ×100%=49.1%，所以答案是：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）=1mol﹣ +0.1mol=0.95mol，此時需要氫氧化鈉溶液體積為 =0.95L=950mL；
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）=1mol﹣ =0.85mol，此時需要氫氧化鈉溶液體積為 =0.85L=850mL，所以再加入950mL﹣850mL=100mL，
所以答案是：850；100．