Question

硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)的時(shí)候，一般硝酸濃度越稀，對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物中氮的化合物越低．現(xiàn)有一定量的鋁粉和鐵粉的混合物與一定量很稀的HNO₃充分反應(yīng)，反應(yīng)過程中無任何氣體放出．在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中，逐滴加入4mol?L^-1NaOH溶液．所加NaOH溶液的體積（mL）與產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量（mol）關(guān)系如圖所示：
（1）和鋁粉和鐵粉的混合物反應(yīng)時(shí)，HNO₃對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物為

NH₄NO₃

（填化學(xué)式）；
（2）完成下列過程中的離子反應(yīng)方程式：
O→C

H⁺+OH^-═H₂O

；D→E

NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O

；E→F

Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O

；
（3）B值是多少mol？寫出計(jì)算過程．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)HNO₃的還原產(chǎn)物有N₂O，NO，NO₂，NH₄⁺等，以及反應(yīng)的曲線變化硝酸的還原產(chǎn)物；
（2）O→C 之間沒有沉淀生成，說明硝酸過量，O→C 之間發(fā)生的反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)，D與E一段沉淀的質(zhì)量沒有發(fā)生變化，為NH₄NO₃和NaOH反應(yīng)，E與F之間沉淀的量減少，為Al（OH）₃溶解在氫氧化鈉溶液中，以此書寫離子方程式；
（3）根據(jù)曲線的變化判斷出各段反應(yīng)，根據(jù)消耗的氫氧化鈉的體積和反應(yīng)方程式計(jì)算反應(yīng)后溶液含有鐵離子和鋁離子的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算沉淀的總量．

解答：解：（1）HNO₃的還原產(chǎn)物有N₂O，NO，NO₂，NH₄⁺等，其中，銨根可以保留在溶液中，且可以與氫氧化鈉反應(yīng)，D與E一段氫氧化鈉被消耗，但沒有和氫氧化鋁反應(yīng)，從題干中可以知道，硝酸反應(yīng)沒有氣體產(chǎn)生，由此可以肯定還原產(chǎn)物為硝酸銨．
故答案為：NH₄NO₃；
（2）O→C 之間沒有沉淀生成，說明硝酸過量，O→C 之間發(fā)生的反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)，離子方程式為H⁺+OH^-═H₂O，
D與E一段沉淀的質(zhì)量沒有發(fā)生變化，為NH₄NO₃和NaOH反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為，NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O，
E與F之間沉淀的量減少，肯定是因?yàn)锳l（OH）₃溶解在氫氧化鈉溶液中，反應(yīng)的離子方程式為Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O
故答案為：H⁺+OH^-═H₂O；NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）E與F之間沉淀的量減少，為Al（OH）₃溶解在氫氧化鈉溶液中，
其反應(yīng)方程式為Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，
氫氧化鋁與氫氧化鈉物質(zhì)的量之比為1：1，
EF段的n（NaOH）=4mol/L×2×10^-3L=0.008mol，
Al（OH）₃+NaOH→NaAlO₂+2H₂O
1 mol           1mol
0.008 mol     0.008mol
Al（OH）₃的量是0.008mol，所以Al³⁺也是0.008mol．
所以B與A差值為0.008mol
然后看D與E一段氫氧化鈉被消耗，
但沒有和氫氧化鋁反應(yīng)，從題干中可以知道
硝酸反應(yīng)沒有氣體產(chǎn)生，由此可以肯定還原產(chǎn)物為硝酸銨．
DE段分析如下，是NH₄NO₃和NaOH反應(yīng)
NH₄NO₃～NaOH
1 mol    1mol
n（NH₄NO₃）=n（NaOH）=（34-31）×10^-3L×4mol/L=0.012mol 所以鐵和鋁開始和硝酸反應(yīng)的時(shí)候生成三價(jià)離子，N元素變成銨根離子
鐵離子和鋁離子失去3e，N元素從+5變成-3價(jià)得8e
設(shè)鐵有xmol，Al離子也是0.008mol，NH₄⁺有0.012mol，根據(jù)電子守恒可得：
3x+0.008×3=0.012×8
x=0.024mol，
所以鐵離子有0.024mol，那么氫氧化鐵有0.024mol，氫氧化鋁0.008mol，
則沉淀量最多的時(shí)候是0.032mol，
答：B值是0.032mol．

點(diǎn)評(píng)：解題是注意兩點(diǎn)：1．有兩種金屬，鋁和鐵，其中氫氧化鋁具有兩性，2．HNO₃的還原產(chǎn)物有N₂O，NO，NO₂，NH₄⁺等，其中，銨根可以保留在溶液中，且可以與氫氧化鈉反應(yīng)．