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，最低可以还原到﹣3价．某同学取一定量的铁铝合金与一定量很稀的硝酸充分

Question

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，最低可以还原到﹣3价．某同学取一定量的铁铝合金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）请写出该合金中铁与硝酸反应的离子方程式 　　 ．

（2）图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为 　　 ．

（3）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为 　 ．

（4）B与A的差值为 　　 mol．

（5）B点对应的沉淀的物质的量为 　　 mol，C点对应的氢氧化钠溶液的体积为 　　 mL．

　

Answer 1

考点 ： 离子方程式的有关计算．  

分析： 铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀HNO ₃ 充分反应，被氧化为Al ³⁺ 、Fe ³⁺ ，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NH ₄ ⁺ 发生了反应，则随着NaOH的滴加，发生的反应依次有：

①H ⁺ +OH ^﹣ =H ₂ O，

②Fe ³⁺ +3OH ^﹣ =Fe（OH） ₃ ↓，Al ³⁺ +3OH ^﹣ =Al（OH） ₃ ↓，

③NH ₄ ⁺ +OH ^﹣ ═NH ₃ •H ₂ O，

④Al（OH） ₃ +OH ^﹣ =AlO ₂ ^﹣ +2H ₂ O．

（1）金属铁和稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，据此回答；

（2）O→C 之间没有沉淀生成，说明硝酸过量，O→C之间发生的反应酸碱中和反应；

（3）D与E一段沉淀的量没有发生变化，为NH ₄ NO ₃ 和NaOH反应；

（4）E与F之间沉淀的量减少，为Al（OH） ₃ 溶解在氢氧化钠溶液中，利用发生的化学反应来计算；

（5）沉淀的总量可根据NH ₄ ⁺ 的量，根据NH ₄ ⁺ +OH ^﹣ ═NH ₃ •H ₂ O 得出n（NH ₄ ⁺ ），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．

铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀HNO ₃ 充分反应，被氧化为Al ³⁺ 、Fe ³⁺ ，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NH ₄ ⁺ 发生了反应，则随着NaOH的滴加，发生的反应依次有：

①H ⁺ +OH ^﹣ =H ₂ O，

②Fe ³⁺ +3OH ^﹣ =Fe（OH） ₃ ↓，Al ³⁺ +3OH ^﹣ =Al（OH） ₃ ↓，

③NH ₄ ⁺ +OH ^﹣ ═NH ₃ •H ₂ O，

④Al（OH） ₃ +OH ^﹣ =AlO ₂ ^﹣ +2H ₂ O

（1）根据图示得到的溶液和氢氧化钠反应产生沉淀的情况可以知道，金属铁和稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，反应的离子方程式为：8Fe+30H ⁺ +3NO ₃ ^﹣ =8Fe ³⁺ +3NH ₄ ⁺ +9H ₂ O，故答案为：8Fe+30H ⁺ +3NO ₃ ^﹣ =8Fe ³⁺ +3NH ₄ ⁺ +9H ₂ O；

（2）OC之间没有沉淀生成，说明硝酸过量，OC之间发生的反应酸碱中和反应，离子方程式为H ⁺ +OH ^﹣ ═H ₂ O，故答案为：H ⁺ +OH ^﹣ ═H ₂ O；

（3）DE一段沉淀的量没有发生变化，为NH ₄ NO ₃ 和NaOH反应，反应的离子方程式为NH ₄ ⁺ +OH ^﹣ ═NH ₃ •H ₂ O，故答案为：NH ₄ ⁺ +OH ^﹣ ═NH ₃ •H ₂ O；

（4）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为0.002L×4mol/L=0.008mol，根据Al（OH） ₃ +OH ^﹣ =AlO ₂ ^﹣ +2H ₂ O可知，Al（OH） ₃ 的物质的量为0.008mol，即为B、A的差值，故答案为：0.008；

（5）图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生的离子方程式为H ⁺ +OH ^﹣ =H ₂ O；在DE段沉淀的物质的量没有变化，应为NH ₄ ⁺ 和OH ^﹣ 的反应，此阶段发生反应的离子方程式为NH ₄ ⁺ +OH ^﹣ ═NH ₃ •H ₂ O；根据NH ₄ ⁺ +OH ^﹣ ═NH ₃ •H ₂ O 得：n（NH ₄ ⁺ ）=（34﹣31）×1

作业帮用户 2017-05-04 举报