Question

将5.5g铁铝混合物粉末加入900mL 1mol/L HNO₃溶液中，充分反应后，得a L（标准状况）NO气体．
（1）HNO₃是否过量

 

．（填“是”或“否”）
（2）若a=3.36L（标况），则混合物中铝的质量分数为

 

．（保留到小数点后一位）
（3）若a=3.36L（标况）：要使沉淀的量不随NaOH溶液量的变化而变化，往上述反应后的溶液中至少需要加入

 

mL 1mol/L NaOH溶液；要使生成的沉淀量最大，往上述反应后的溶液中需要加入

 

mL1mol/L NaOH溶液．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：（1）同质量的铝消耗硝酸的量多，假设5.5g金属全部是铝，计算需要硝酸的物质的量，进而判断硝酸是否过量；
（2）根据二者质量和电子守恒列方程计算Fe、Al物质的量，进而计算Al的质量分数；
（3）要使沉淀的量不随NaOH溶液量的变化而变化，则最终溶液中溶质为NaNO₃、NaAlO₂，根据钠离子守恒：n（NaOH）=n（NaNO₃）+n（NaAlO₂），再结合N原子、Al原子守恒计算n（NaOH），进而计算此时需要氢氧化钠溶液体积；
要使生成的沉淀量最大，最后得到的溶液是中溶质为NaNO₃，根据钠离子守恒：n（NaOH）=n（NaNO₃），再结合N原子守恒计算n（NaOH），进而计算此时需要氢氧化钠溶液体积．

解答： 解：（1）同质量的铝消耗硝酸的量多，假设5.5g金属全部是铝，由Al+4HNO₃=Al（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，可知需要硝酸

5.5g

27g/mol

×4=0.81 mol，硝酸物质的量为0.9L×1mol/L=0.9mol＞0.81 mol，所硝酸过量，
故答案为：是；
（2）设铝、铁的物质的量分别为：xmol、ymol，根据质量守恒得27x+56y=5.5；得失电子守恒得（硝酸过量铁变成三价铁）：3x+3y=

3.36

22.4

×3，联立方程解得：x=0.1 y=0.05，所以铝的质量分数为：

0.1mol×27g/mol

5.5g

×100%=49.1%，故答案为：49.1%；  
（3）要使沉淀的量不随NaOH溶液量的变化而变化，则最终溶液中溶质为NaNO₃、NaAlO₂，根据钠离子守恒：n（NaOH）=n（NaNO₃）+n（NaAlO₂），再结合N原子、Al原子守恒，n（NaOH）=0.9mol-

3.36L

22.4L/mol

+0.1mol=0.85mol，此时需要氢氧化钠溶液体积为

0.85mol

1mol/L

=0.85L=850mL；
要使生成的沉淀量最大，最后得到的溶液是中溶质为NaNO₃，根据钠离子守恒：n（NaOH）=n（NaNO₃）=0.9mol-

3.36L

22.4L/mol

=0.75mol，此时需要氢氧化钠溶液体积为

0.75mol

1mol/L

=0.75L=750mL，
故答案为：850；750．

点评：本题考查混合物的计算，难度中等，侧重对解题方法计算与学生分析思维能力考查，涉及过量计算、极端思考、守恒关系的应用．