Question

14．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．某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出．在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol•L^-1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积（mL）与产生的沉淀的物质的量（mol）的关系如图所示．试回答下列问题：

（1）写出实验中铁溶解的化学方程式8Fe+30HNO₃═8Fe（NO₃）₃+3NH₄NO₃+9H₂O；
（2）在DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O；
（3）合金中铁和铝的物质的量之比为3：1．

Answer 1

分析 （1）据题意得，铁和硝酸反应生成硝酸铁，硝酸铵和水；
（2）D与E一段沉淀的质量没有发生变化，为NH₄NO₃和NaOH反应，以此书写离子方程式；
（3）根据反应图象结合反应的离子方程式计算．

解答 解：（1）据题意得，铁和硝酸反应生成硝酸铁，硝酸铵和水，故方程式为8Fe+30HNO₃═8Fe （NO₃）₃+3NH₄NO₃+9H₂O，
故答案为：8Fe+30HNO₃═8Fe （NO₃）₃+3NH₄NO₃+9H₂O，
（2）D与E一段沉淀的质量没有发生变化，该反应为NH₄NO₃和NaOH反应，反应的离子方程式为：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，
故答案为：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O；
（3）由图可知，EF段消耗的氢氧化钠溶液为36mL-34m=2mL，故该计算参加反应的氢氧化钠的物质的量为：0.002L×4mol/L=0.008mol，根据Al（OH）₃ +OH^-=
AlO₂^-+2H₂O可知，Al（OH）₃的物质的量为0.008mol；金属混合物中含有铝0.008mol，设铁为xmol，Al为0.008mol，生成硝酸铵为：（34-31）×0.001L×4mol/L=0.012mol，由于显示过量，铁反应生成了硝酸铁，由电子守恒可知，3x+0.008×3=0.012×8，解得x=0.024mol，故铁和铝的物质的量之比为0.024：0.08=3：1，
故答案为：3：1．

点评 本题考查较为综合，涉及铝热反应，金属与硝酸的反应、离子方程式的书写、氧化还原反应、化学计算等知识点，属于中等难度试题；解答此题关键是判断出硝酸的还原产物以及电子转移守恒的运用