Question

【题目】HNO3与金属反应时，还原产物可能是NO2、NO、N2O、N2和NH3中的一种或几种。某同学取一定量的Al、Fe混合物，与2.0 L极稀的HNO3充分反应，假设HNO3的还原产物全部为铵盐。在反应后的溶液中，逐滴加入4 mol/L的NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积与产生的沉淀的物质的量的关系如图所示。分析图像回答问题：

(1)与HNO3反应后Fe元素的化合价是________。

(2)DE段发生反应的离子方程式为：___________________。

(3)B点对应的沉淀的物质的量为________ mol。

(4)原硝酸溶液的物质的量浓度为________ mol/L。

Answer 1

【答案】(1)＋3价 (2)NH＋OH－===NH3·H2O

(3)0.032 (4)0.074

【解析】(1)根据图像可知，逐滴加入NaOH溶液，开始并没有出现沉淀，说明硝酸与铁、铝反应后，硝酸有剩余，则与HNO3反应后Fe元素的化合价是＋3价。(2)由图可知，从31 mL到34 mL区间内发生的反应是氢氧根离子与铵根离子的反应，离子方程式为NH＋OH－===NH3·H2O。(3)由图像可知，由34 mL到36 mL发生的反应为Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，消耗NaOH的物质的量为4 mol/L×0.002 L＝0.008 mol，则n(Al)＝0.008 mol，Al失电子的物质的量为0.008 mol×3＝0.024 mol。n(NH)＝(34－31)×10－3 L×4 mol/L＝0.012 mol，作氧化剂的HNO3的物质的量为0.012 mol，得电子的物质的量为0.012 mol×8e－＝0.096 mol，所以Fe失电子的物质的量为0.096 mol－0.024 mol＝0.072 mol，则n(Fe)＝0.072 mol÷3＝0.024 mol，B点对应的沉淀的物质的量为n(Al)＋n(Fe)＝0.008 mol＋0.024 mol＝0.032 mol。(4)根据上述分析，在D点的溶液是NaNO3和NH4NO3的混合溶液，共(0.031×4＋0.003×4)＝0.136 mol，则体现酸性的硝酸有0.136 mol，作氧化剂的HNO3的物质的量为0.012 mol，所以原硝酸的物质的量为0.148 mol，浓度为0.074 mol/L。