Question

某同学取一定量Fe与Al的混合物与一定量极稀的硝酸充分反应，已知硝酸的还原产物仅NH₄NO₃一种．在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol?L^-1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积（mL）与产生的沉淀的物质的量（mol）的关系如图所示．试回答下列问题：
（1）在图中DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为

 

：
（2）图中B点对应的沉淀的物质的量为

 

mol
（3）C点对应的氢氧化钠溶液的体积为

 

mL．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：

分析：OC段沉淀质量不变，说明稀硝酸过量，发生反应为：H⁺+OH^-=H₂O；DE段沉淀的质量没有发生变化，为NH₄NO₃和NaOH反应，反应的离子方程式为：NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O；E与F之间沉淀的量减少，说明Al（OH）₃溶解在氢氧化钠溶液中，发生反应为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
（1）根据分析可知DE段发生反应为铵根离子与氢氧根离子反应生成一水合氨；
（2）根据EF段计算出铝的物质的量，根据电子守恒计算出铁的物质的量，然后根据质量守恒计算出B段对应沉淀的物质的量；
（3）根据铁离子、铝离子完全生成沉淀消耗氢氧化钠的物质的量计算出消耗该氢氧化钠溶液的体积，从而得出C点对应的氢氧化钠溶液的体积．

解答： 解：OC段沉淀质量不变，说明稀硝酸过量，发生反应为：H⁺+OH^-=H₂O；DE段沉淀的质量没有发生变化，为NH₄NO₃和NaOH反应，反应的离子方程式为：NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O，n（NH₄⁺）=4mol/L×（0.034-0.031）L=0.012mol；
EF段沉淀的量减少，说明Al（OH）₃溶解在氢氧化钠溶液中，发生反应为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，n[（Al（OH）₃）]=4mol/L×（0.036-0.034）L=0.008mol，根据质量守恒可知：n（Al）=0.008mol，
（1）根据分析可知，DE段发生反应的离子方程式为：NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O，故答案为：NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O；
（2）根据电子守恒可得，3n（Al）+3n（Fe）=8n（NH₄⁺），则：n（Fe）=

0.012mol×8-0.008mol×3

3

=0.024mol，根据质量守恒可知B点生成沉淀的总物质的量为：n[（Al（OH）₃）]+n[（Fe（OH）₃）]=0.008mol+0.024mol=0.032mol，
故答案为：0.032；
（3）生成氢氧化铝、氢氧化铁沉淀消耗氢氧根离子的物质的量为：0.032mol×3=0.096 mol，消耗4mol/L的氢氧化钠溶液的体积为：

0.096mol

4mol/L

=0.024L=24 mL，则C点对应NaOH溶液的体积为：31mL-24mL=7mL，
故答案为：7．

点评：本题考查了混合物反应的计算、离子反应的计算，题目难度中等，明确图象中各曲线变化的含义及发生反应原理为解答关键，注意掌握质量守恒定律、电子守恒在化学计算中的应用．