Question

9．研究发现，硝酸越稀，还原产物中氮元素的化合价越低．某同学取适量的铁铝合金与足量很稀的硝酸充分反应，没有气体放出．在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol/L NaOH溶液，所加NaOH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．下列说法不正确的是（　　）

• A． OC段离子反应方程式为H⁺+OH^-═H₂O
• B． 溶液中n（NH${\;}_{4}^{+}$）=0.012 mol
• C． 溶液中结合OH^-能力最强的离子是H⁺，最弱的离子是Al³⁺
• D． 欲测定F点沉淀的质量，实验步骤是：过滤、洗涤、干燥、称量

Answer 1

分析 铁铝合金与足量很稀HNO₃充分反应，被氧化为Al³⁺、Fe³⁺，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，由于硝酸的浓度越稀，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，则随着NaOH的滴加，发生的反应依次有：①H⁺+OH^-=H₂O，②Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，③NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，④Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
A．OC段为剩余的硝酸与氢氧化钠反应；
B．根据DE段消耗氢氧化钠的体积，结合发生反应计算溶液中n（NH₄⁺）；
C．根据发生反应的顺序，可以判断结合OH^-能力的强弱；
D．测定F点沉淀的质量，应将互不相溶的固体与液体分离，并洗涤沉淀附着的杂化，再干燥称量．

解答 解：铁铝合金与足量很稀HNO₃充分反应，被氧化为Al³⁺、Fe³⁺，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，由于硝酸的浓度越稀，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，则随着NaOH的滴加，发生的反应依次有：①H⁺+OH^-=H₂O，②Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，③NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，④Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
A．由上述分析可知，OC段为剩余的硝酸与氢氧化钠反应，离子反应方程式：H⁺+OH^-=H₂O，故A正确；
B．由图可知DE段消耗氢氧化钠的体积为3mol，由NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O可知溶液中n（NH₄⁺）=n（OH^-）=0.003L×4mol/L=0.012mol，故B正确；
C．根据发生反应的顺序可知，结合OH^-能力最强的离子是H⁺，最弱的离子是NH₄⁺，故C错误；
D．欲测定F点沉淀的质量，应将互不相溶的固体与液体分离，并洗涤沉淀附着的杂化，再干燥称量，故实验步骤是：过滤、洗涤、干燥、称量，故D正确；
故选C．

点评 本题以图象形式考查金属与硝酸的反应、离子方程式的计算等知识，题目难度中等，判断图中各阶段发生的反应是解题关键，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．