Question

【題目】實驗發現，硝酸的濃度越稀，對應還原產物中氮元素的化合價越低。現有一定量的鋁粉和鐵粉的混合物與一定量很稀的硝酸充分反應，反應過程中無氣體放出。在反應結束后的溶液中逐滴加入5mol/L NaOH溶液，所加NaOH溶液的體積(mL)與產生沉淀的物質的量(mol)關系如圖所示，下列說法不正確的是( )

A．稀硝酸與鋁粉、鐵粉反應，其還原產物為硝酸銨

B．c點對應NaOH溶液的體積為48 mL

C．b點與a點的差值為0．05 mol

D．樣品中鋁粉和鐵粉的物質的量之比為5：3

Answer 1

【答案】B

【解析】

試題分析：鋁粉和鐵粉的混合物與一定量很稀HNO3充分反應，被氧化為Al3+、Fe3+，通過題意，反應始終沒有氣體生成，可以得出不會有氮的氧化物生成，又有硝酸的濃度越稀，對應還原產物中氮元素的化合價越低，可以推測N元素由+5變成了-3價，由圖可得硝酸過量，加入氫氧化鈉溶液應先與硝酸反應，再生成沉淀，當沉淀完全后，由圖知繼續加入氫氧化鈉溶液，沉淀量不變，可得與NH4+發生了反應，則隨著NaOH的滴加，發生的反應依次有：①H++OH-=H2O，②Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，Al3++3OH-=Al(OH)3↓，③NH4++OH-═NH3H2O，④Al(OH)3 +OH-=AlO2-+2H2O，B與A的差值為氫氧化鋁的物質的量，由圖可知，EF段消耗的氫氧化鈉溶液為：104mL-94m=10mL，故該階段參加反應的氫氧化鈉為：0.01L×5mol/L=0.05mol，根據Al(OH)3 +OH-=AlO2-+2H2O可知，Al(OH)3的物質的量為0.05mol，根據鋁元素守恒，故混合金屬中n(Al)=0.05mol。由圖可知DE段消耗的氫氧化鈉的體積為：94mL-88mL=6mL，故該階段參加反應的氫氧化鈉為：0.006L×5mol/L=0.03mol，根據NH4++OH-═NH3H2O 可知，計算溶液中n(NH4+)=0.03mL，根據電子轉移守恒有：3n(Fe)+3n(Al)=8n(NH4+)，即3n(Fe)+3×0.05mol=8×0.03mol，解得：n(Fe)=0.03mol。由反應過程可知，到加入氫氧化鈉為88mL時，溶液中溶質為硝酸鈉與硝酸銨，n(NH4NO3)=n(NH4+)=0.03mol，根據鈉元素守恒，可知n(NaNO3)=n(NaOH)=0.088L×5mol/L=0.44mol，根據氮元素守恒計算原硝酸溶液中n(HNO3)=n(NaNO3)+2n(NH4NO3)=0.44mol+0.03mol×2=0.5mol，而c點溶液為NaNO3、NH4NO3、Fe(NO3)3、Al(NO3)3，根據氮元素守恒n′(NaNO3)+2n(NH4NO3)+3n[Fe(NO3)3]+3n[Al(NO3)3]=n(HNO3)，故C點溶液中n′(NaNO3)=0.5mol-0.03mol×2-0.03mol×3-0.05mol×3=0.2mol，故C點加入NaOH的物質的量為0.2mol。A．根據分析可知，稀硝酸與鋁粉、鐵粉反應，其還原產物為硝酸銨，故A正確；B．根據分析可知，C點對應NaOH溶液的體積==0.04L=40mL，故B錯誤；C．根據氮元素守恒計算原硝酸溶液中：n(HNO3)=n(NaNO3)+2n(NH4NO3)=0.44mol+0.03mol×2=0.5mol，故C正確；D．根據分析可知，混合金屬中n(Al)=0.05mol、n(Fe)=0.03mol，樣品中鋁粉和鐵粉的物質的量之比為5：3，故D正確；故選B。