Question

（6分）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。现有一定量的铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出（N元素被还原为NH₄⁺）。在反应结束后的溶液中逐滴加入4mol/L NaOH溶液，所加的NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如下图所示。

（1）图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为：                     。
（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为          。上述现象说明溶液中          离子结合OH^-的能力最弱。
（3）B与A的差值为            mol。
（4）B对应的沉淀量为            mol，C对应的溶液体积为             mL。

Answer 1

（6分，每空1分）(1)H⁺+OH^-====H₂O   (2) NH₄⁺ +OH^-====NH₃·H₂O      NH₄⁺
(3)  8.0×10^-3或0.008    (4)  0.032    7

（1）图中OC段没有沉淀生成，说明硝酸过量，所以反应的方程式是H⁺+OH^-====H₂O。
（2）由于溶液中的金属阳离子首先和氢氧化钠反应，当沉淀达到最大值时，氢氧化再和溶液中的NH₄^＋反应，所以DE段反应的方程式是NH₄⁺ +OH^-====NH₃·H₂O。
（3）氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于氢氧化钠中，所以EF段是溶解氢氧化铝的，方程式是Al(OH)₃＋OH^－=AlO₂^－＋2H₂O，因此故图像可知，消耗氢氧化钠是2ml，物质的量是0.008mol。则氢氧化铝就是0.008mol，所以B与A的差值为0.008mol。
（4）根据图像可知，溶液中NH₄^＋的物质的量是0.012mol，所以反应中转移电子是0.012mol×8＝0.096mol。金属铝是0.008mol，失去电子是0.024mol，所以根据电子的都是守恒可知，铁失去的电子是0.096mol－0.024mol＝0.072mol，因此铁的物质的量是0.024mol，即生成氢氧化铁是0.024mol，所以B点沉淀的物质的量是0.024mol＋0.008mol＝0.032mol。生成0.008mol氢氧化铝和0.024mol氢氧化铁消耗的氢氧化钠是0.096mol，因此氢氧化钠溶液的体积是0.096mol÷4mol/L＝0.024L＝24ml，所以C点是31ml－24ml＝7ml。