Question

【题目】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。某同学取一定量铁铝合金与100mL某浓度的硝酸充分反应，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（C>0）。

试回答下列问题：

（1）写出反应过程中DE段的离子反应方程式：__________，EF段生成含氧元素离子的名称是_______________。

（2）合金中，铝的质量为_________g，铁的质量为_____________g 。

（3）C的值为______________mL。

（4）硝酸溶液的物质的量浓度为____________mol·L－1。

Answer 1

【答案】 NH4＋+OH－=NH3H2O 偏铝酸根或四羟基合铝酸根 0.216 1.344 7 1.48

【解析】本题主要考查硝酸的性质。

（1）反应过程中DE段沉淀的物质的量不变，反应的离子方程式：NH4＋+OH－=NH3H2O，EF段氢氧化铝转化为偏铝酸钠或四羟基合铝酸钠，生成含氧元素离子的名称是偏铝酸根或四羟基合铝酸根。

（2）溶解氢氧化铝消耗2mL氢氧化钠溶液，对应地氢氧化铝的物质的量为4 mol L -1 ×2mL=0.008mol，所以合金中，铝的质量为0.008mol×27g/mol=0.216g，反应NH4＋+OH－=NH3H2O消耗3mL氢氧化钠溶液，NH4＋的物质的量为4 mol L -1 ×3mL=0.012mol，NH4＋为还原产物，Fe3+、Al3+为氧化产物，根据电子守恒可得8n(NH4＋)=3n(Al3+)+3n(Fe3+)，n(Fe3+)=0.24mol，所以铁的质量为0.024mol×56g/mol=1.344g。

（3）E点溶液为硝酸钠溶液，此时硝酸钠的物质的量为4 mol L -1 ×34mL=0.136mol，在C对应的溶液中含有硝酸钠、硝酸铁、硝酸铝、硝酸铵，硝酸根的物质的量为n(NH4＋)+3n(Al3+)+3n(Fe3+)+4mol/LC=0.136mol，C=7。

（4）E点溶液中硝酸钠的物质的量为0.136mol，NH3H2O的物质的量为0.012mol，所以硝酸的物质的量为0.136mol+0.012mol=0.148mol，硝酸溶液的物质的量浓度为0.148mol/100mL=1.48mol·L－1。