(10分)硝酸发生氧化还原反应的时候,一般硝酸浓度越稀,对应还原产物中氮的化合价越低。若硝酸现有一定量的铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的HNO3充分反应,反应过程中无任何气体放出。在反应结束后的溶液中,逐滴加入4mol /LNaOH溶液,所加NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如图所示。求:
(1)B与A的差值: mol;
(2)B的数值: mol;
(3)C的数值: mL。(要求有计算过程)
0.008 0.032 7
由题意知,金属与硝酸反应时,硝酸的还原产物为NH4NO3,由图又可看出金属与硝酸反应后,硝酸是过量的,故金属的氧化产物为Fe(NO3)3、Al(NO3)3。图中:①0→C:H++OH-=H2O;②C→31:R3++3OH-=R(OH)3↓(R代表Fe或Al);③31→34:NH4++ OH-=NH3•H2O;④34→36:Al(OH)3+ OH-=AlO2-+ 2H2O。由④知n[Al(OH)3]=0.002L×4mol·L-1=0.008mol=n(Al),此值也是B与A的差值。由③知,n(NH4NO3)=0.003L×4mol·L-1=0.012mol,根据反应中得失电子相等的原则得:3n(R3+)="0.012×8=0.096" mol,则n(R3+)=0.032mol=n(合金),故混合物中n(Al):n(Fe)=1:3。0→31mL中,用于沉淀金属离子的OH-有0.032 mol×3="0.096" mol,故C点:(0.031L×4 mol·L-1-0.096 mol)÷4 mol·L-1=0.007L,即7mL。