Question

（2011?晋中模拟）实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低．现有一定量铝粉和铁粉的混合物与一定体积某浓度的稀硝酸充分反应，反应过程中无气体放出．在反应结束后的溶液中，逐滴加入5mol?L^-1的NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积（mL）与产生的沉淀的物质的量关系如图所示．
则
（1）B与A的差值为：

0.05

mol．
（2）C点对应的溶液体积为：

40

mL．
（3）原硝酸溶液中含硝酸的物质的量为：

0.5

mol．

Answer 1

分析：通过题意，反应始终没有气体生成，可以得出不会有氮的氧化物生成，又有硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低，可以推测N元素由+5变成了-3价，由图可得硝酸过量，加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应，再生成沉淀，当沉淀完全后由图知继续加入氢氧化钠溶液，沉淀量不变，可得与NH₄⁺发生了反应，
（1）可根据Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O．得出Al（OH）₃的物质的量；
（2）沉淀的总量可根据NH₄⁺的量，根据NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O 得出n（NH₄⁺）=（94-88）×10^-3L×5mol/L=0.03 mol，根据氧化还原反应，N元素由+5价变为-3价，而金属都由0价变为+3价，可以运用电子守恒得出金属的物质的量，进而计算C点消耗NaOH的体积；
（3）根据N元素守恒计算硝酸的物质的量．

解答：解：（1）可根据Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O，得出Al（OH）₃的物质的量为：（104-94）×10^-3L×5mol/L=0.05 mol，故答案为：0.05；
（2）沉淀的总量可根据NH₄⁺的量，根据NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O 得出n（NH₄⁺）=（94-88）×10^-3L×5mol/L=0.03 mol，根据氧化还原反应，N元素由+5价变为-3价，而金属都由0价变为+3价，可以运用电子守恒得出金属的物质的量为0.03mol×8÷3=0.08 mol，所以CD段消耗NaOH的体积为：

0.08mol×3

5mol/L

=0.048L=48mL，
在D点氢氧化钠与硝酸、铝铁离子的反应，可计算得出C点氢氧化钠溶液的体积为88mL-48mL=40mL
故答案为：40；
（3）根据N元素守恒，可知：
n（HNO₃）=n（H+）+2n（NH₄NO₃）+3n（Fe（NO₃）₃）+3n（Al（NO₃）₃）=0.04L×5mol/L+2×0.03mol+3×0.08mol=0.5mol，
故答案为：0.5．

点评：本题考查混合物的计算，题目难度较大，本题注意根据图象判断各阶段反应的情况，由图可得硝酸过量，加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应，再生成沉淀，当沉淀完全后由图知继续加入氢氧化钠溶液，沉淀量不变，注意从质量守恒的角度结合反应的关系式计算．