问题 问答题

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物越低.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•L-1NaOH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:

(1)和铝粉和铁粉的混合物反应时,HNO3对应还原产物为______(填化学式);

(2)完成下列过程中的离子反应方程式:

O→C______;D→E______;E→F______;

(3)B值是多少mol?写出计算过程.

答案

(1)HNO3的还原产物有N2O,NO,NO2,NH4+等,其中,铵根可以保留在溶液中,且可以与氢氧化钠反应,D与E一段氢氧化钠被消耗,但没有和氢氧化铝反应,从题干中可以知道,硝酸反应没有气体产生,由此可以肯定还原产物为硝酸铵.

故答案为:NH4NO3

(2)O→C 之间没有沉淀生成,说明硝酸过量,O→C 之间发生的反应酸碱中和反应,离子方程式为H++OH-═H2O,

D与E一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,肯定是因为Al(OH)3溶解在氢氧化钠溶液中,反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

故答案为:H++OH-═H2O;NH4++OH-═NH3•H2O;Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;

(3)E与F之间沉淀的量减少,为Al(OH)3溶解在氢氧化钠溶液中,

其反应方程式为Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,

氢氧化铝与氢氧化钠物质的量之比为1:1,

EF段的n(NaOH)=4mol/L×2×10-3L=0.008mol,

Al(OH)3+NaOH→NaAlO2+2H2O

1 mol           1mol

0.008 mol     0.008mol

Al(OH)3的量是0.008mol,所以Al3+也是0.008mol.

所以B与A差值为0.008mol

然后看D与E一段氢氧化钠被消耗,

但没有和氢氧化铝反应,从题干中可以知道

硝酸反应没有气体产生,由此可以肯定还原产物为硝酸铵.

DE段分析如下,是NH4NO3和NaOH反应

NH4NO3~NaOH

1 mol    1mol

n(NH4NO3)=n(NaOH)=(34-31)×10-3L×4mol/L=0.012mol 所以铁和铝开始和硝酸反应的时候生成三价离子,N元素变成铵根离子

铁离子和铝离子失去3e,N元素从+5变成-3价得8e

设铁有xmol,Al离子也是0.008mol,NH4+有0.012mol,根据电子守恒可得:

3x+0.008×3=0.012×8

x=0.024mol,

所以铁离子有0.024mol,那么氢氧化铁有0.024mol,氢氧化铝0.008mol,

则沉淀量最多的时候是0.032mol,

答:B值是0.032mol.

单项选择题
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