题目内容
硝酸跟金属反应时，随着硝酸浓度的下降和金属活动性的增大，产物中氮元素的化合价会逐渐下降，它们可能是NO2、NO、N2O、N2或NH4NO3中的一种或几种．现有一定量的铁粉和铝粉组成的混合物跟100mL稀硝酸充分反应，反应过程中无任何气体放出，往反应后的澄清溶液中逐渐加入4.00mol?L-1的NaOH溶液，加入NaOH溶液的体积与产生沉淀的质量的关系如图所示（必要时可加热，忽略气体在水中的溶解）：
请回答下列问题：
（1）由图可知，往反应后的澄清溶液中加入NaOH溶液没有立即出现沉淀，其原因是
（2）混合物跟稀硝酸充分反应后的产物中铁元素的化合价是
（3）写出图中D-→E阶段所发生的反应的离子方程式：
（4）纵坐标中A点的数值是
请回答下列问题：
（1）由图可知，往反应后的澄清溶液中加入NaOH溶液没有立即出现沉淀，其原因是
硝酸过量，氢氧化钠先中和过量的硝酸
硝酸过量，氢氧化钠先中和过量的硝酸
．（2）混合物跟稀硝酸充分反应后的产物中铁元素的化合价是
+3
+3
．（3）写出图中D-→E阶段所发生的反应的离子方程式：
NH4++OH-=NH3↑+H2O
NH4++OH-=NH3↑+H2O
．（4）纵坐标中A点的数值是
0.856
0.856
，原稀硝酸的浓度是0.72mol/L
0.72mol/L
．分析：（1）由O点到C点，氢氧化钠溶液恰好和HNO3生成NaNO3；
（2）因为硝酸过量所以铁被硝酸氧化为硝酸铁；
（3）由D点到E点，氢氧化钠溶液恰好和NH4NO3反应生成硝酸钠、一水合氨；
（4）依据图象分析，根据图象数据和反应可知：混合溶液中含有的溶质有Fe（NO3）3、Al（NO3）3、NH4NO3、HNO3 由O点到C点，氢氧化钠溶液恰好和HNO3生成NaNO3；
由C与D点，氢氧化钠溶液恰好和Fe（NO3）3、Al（NO3）3反应生成NaNO；
由D点到E点，氢氧化钠溶液恰好和NH4NO3反应生成硝酸钠、水合氨；结合反应定量关系计算应用；
（2）因为硝酸过量所以铁被硝酸氧化为硝酸铁；
（3）由D点到E点，氢氧化钠溶液恰好和NH4NO3反应生成硝酸钠、一水合氨；
（4）依据图象分析，根据图象数据和反应可知：混合溶液中含有的溶质有Fe（NO3）3、Al（NO3）3、NH4NO3、HNO3 由O点到C点，氢氧化钠溶液恰好和HNO3生成NaNO3；
由C与D点，氢氧化钠溶液恰好和Fe（NO3）3、Al（NO3）3反应生成NaNO；
由D点到E点，氢氧化钠溶液恰好和NH4NO3反应生成硝酸钠、水合氨；结合反应定量关系计算应用；
解答：解：根据图象可知：混合溶液中含有的溶质有Fe（NO3）3、Al（NO3）3、NH4NO3、HNO3
（1）由O点到C点，氢氧化钠溶液恰好和HNO3生成NaNO3；故答案为：硝酸过量，氢氧化钠先中和过量的硝酸；
（2）图象分析，铁粉和铝粉组成的混合物跟100mL稀硝酸充分反应，硝酸剩余，铁被硝酸氧化为三价铁；故答案为：+3；
（3）由D点到E点，氢氧化钠溶液恰好和NH4NO3反应生成硝酸钠、一水合氨；离子方程式为：NH4++OH-=NH3↑+H2O；故答案为：NH4++OH-=NH3↑+H2O；
（4）由C与D点，氢氧化钠溶液恰好和Fe（NO3）3、Al（NO3）3反应生成NaNO3；
由D点到E点，氢氧化钠溶液恰好和NH4NO3反应生成硝酸钠、一水合氨通过上面的分析、根据氮原子守恒可知O点到D点硝酸钠的物质的量=硝酸的物质的量，从D点到E点硝酸的物质=2硝酸钠的物质的量，而硝酸钠的物质的量=氢氧化钠的物质的量，所以硝酸的物质的量=4mol/L×0.015L+2×4mol/L×（0.0165L-0.015L）=0.072mol，
所以原硝酸的物质的量浓度=
=0.72mol/L
根据EF可知：沉淀减少，说明氢氧化铝溶解，所以氢氧化铝的物质的量=EF线段加入氢氧化钠溶液的物质的量
即：n[Al（OH）3]=4mol/L×（0.0185L-0.0165L）=0.008mol，
根据题意可知：生成0.008mol氢氧化铝沉淀消耗氢氧化钠的物质的量=3×0.008mol=0.024mol
CD段生成沉淀为氢氧化铝和氢氧化铁，
所以生成氢氧化铁消耗氢氧化钠的物质的量=4mol/L×（0.015L-0.003L）-0.024mol=0.024mol
n[Fe（OH）3]=
=
=0.008mol
纵坐标A点的数值即是生成氢氧化铁的质量=0.008mol×107g/mol=0.856g；
故答案为：0.856g；0.72mol/L；
（1）由O点到C点，氢氧化钠溶液恰好和HNO3生成NaNO3；故答案为：硝酸过量，氢氧化钠先中和过量的硝酸；
（2）图象分析，铁粉和铝粉组成的混合物跟100mL稀硝酸充分反应，硝酸剩余，铁被硝酸氧化为三价铁；故答案为：+3；
（3）由D点到E点，氢氧化钠溶液恰好和NH4NO3反应生成硝酸钠、一水合氨；离子方程式为：NH4++OH-=NH3↑+H2O；故答案为：NH4++OH-=NH3↑+H2O；
（4）由C与D点，氢氧化钠溶液恰好和Fe（NO3）3、Al（NO3）3反应生成NaNO3；
由D点到E点，氢氧化钠溶液恰好和NH4NO3反应生成硝酸钠、一水合氨通过上面的分析、根据氮原子守恒可知O点到D点硝酸钠的物质的量=硝酸的物质的量，从D点到E点硝酸的物质=2硝酸钠的物质的量，而硝酸钠的物质的量=氢氧化钠的物质的量，所以硝酸的物质的量=4mol/L×0.015L+2×4mol/L×（0.0165L-0.015L）=0.072mol，
所以原硝酸的物质的量浓度=
| 0.072mol |
| 0.1L |
根据EF可知：沉淀减少，说明氢氧化铝溶解，所以氢氧化铝的物质的量=EF线段加入氢氧化钠溶液的物质的量
即：n[Al（OH）3]=4mol/L×（0.0185L-0.0165L）=0.008mol，
根据题意可知：生成0.008mol氢氧化铝沉淀消耗氢氧化钠的物质的量=3×0.008mol=0.024mol
CD段生成沉淀为氢氧化铝和氢氧化铁，
所以生成氢氧化铁消耗氢氧化钠的物质的量=4mol/L×（0.015L-0.003L）-0.024mol=0.024mol
n[Fe（OH）3]=
| 1 |
| 3n(NaOH) |
| 1 |
| 3×0.024mol |
纵坐标A点的数值即是生成氢氧化铁的质量=0.008mol×107g/mol=0.856g；
故答案为：0.856g；0.72mol/L；
点评：本题考查了铁、铝、硝酸的性质应用，图象分析能力，图象计算应用，题目难度中等．
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