Question

【題目】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。某同學取一定量鐵鋁合金與100mL某濃度的硝酸充分反應，反應過程中無氣體放出。在反應結束后的溶液中，逐滴加入4mol·L－1的氫氧化鈉溶液，所加氫氧化鈉溶液的體積(mL)與產生的沉淀的物質的量(mol)的關系如圖所示（C>0）。

試回答下列問題：

（1）寫出反應過程中DE段的離子反應方程式：__________，EF段生成含氧元素離子的名稱是_______________。

（2）合金中，鋁的質量為_________g，鐵的質量為_____________g 。

（3）C的值為______________mL。

（4）硝酸溶液的物質的量濃度為____________mol·L－1。

Answer 1

【答案】 NH4＋+OH－=NH3H2O 偏鋁酸根或四羥基合鋁酸根 0.216 1.344 7 1.48

【解析】本題主要考查硝酸的性質。

（1）反應過程中DE段沉淀的物質的量不變，反應的離子方程式：NH4＋+OH－=NH3H2O，EF段氫氧化鋁轉化為偏鋁酸鈉或四羥基合鋁酸鈉，生成含氧元素離子的名稱是偏鋁酸根或四羥基合鋁酸根。

（2）溶解氫氧化鋁消耗2mL氫氧化鈉溶液，對應地氫氧化鋁的物質的量為4 mol L -1 ×2mL=0.008mol，所以合金中，鋁的質量為0.008mol×27g/mol=0.216g，反應NH4＋+OH－=NH3H2O消耗3mL氫氧化鈉溶液，NH4＋的物質的量為4 mol L -1 ×3mL=0.012mol，NH4＋為還原產物，Fe3+、Al3+為氧化產物，根據電子守恒可得8n(NH4＋)=3n(Al3+)+3n(Fe3+)，n(Fe3+)=0.24mol，所以鐵的質量為0.024mol×56g/mol=1.344g。

（3）E點溶液為硝酸鈉溶液，此時硝酸鈉的物質的量為4 mol L -1 ×34mL=0.136mol，在C對應的溶液中含有硝酸鈉、硝酸鐵、硝酸鋁、硝酸銨，硝酸根的物質的量為n(NH4＋)+3n(Al3+)+3n(Fe3+)+4mol/LC=0.136mol，C=7。

（4）E點溶液中硝酸鈉的物質的量為0.136mol，NH3H2O的物質的量為0.012mol，所以硝酸的物質的量為0.136mol+0.012mol=0.148mol，硝酸溶液的物質的量濃度為0.148mol/100mL=1.48mol·L－1。