Question

研究發(fā)現(xiàn)，硝酸越稀，還原產物中氮元素的化合價越低。某同學取適量的鐵鋁合金與足量很稀的硝酸充分反應，沒有氣體放出。在反應結束后的溶液中，逐滴加入5 mol／L的NaOH溶液，所加NaOH溶液的體積（mL）與產生的沉淀的物質的量（mol）的關系如圖所示。下列說法正確的是

A．溶液中結合OH^－能力最強的離子是NH₄^＋

B．D點時溶液中存在：c(NH₄^＋)＋c(H^＋)＝c(OH^－)＋c(NO₃^－)

C．合金中n(Fe) ：n(Al)＝1 ：3

D．C的值為7

 

Answer 1

【答案】

D

【解析】

試題分析：鐵鋁合金與足量很稀的硝酸充分反應，沒有氣體放出，這說明硝酸的還原產物應該是NH₄^＋。根據(jù)圖像可知加入的氫氧化鈉溶液應先與過量的硝酸反應，然后再結合Fe^3＋、Al^3＋生成氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀。當沉淀完全后，由圖知繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液，沉淀量不變，這說明OH^－與NH₄⁺發(fā)生了反應，因此隨著NaOH的滴加，發(fā)生的反應依次為①H⁺+OH^-＝H₂O，②Fe³⁺+3OH^-＝Fe(OH)₃↓、Al³⁺+3OH^-＝Al(OH) ₃↓，③NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，④Al(OH) ₃+OH^-＝AlO₂^-+2H₂O。A、溶液中結合OH^－能力最強的離子是H^＋，A不正確；B、根據(jù)電荷守恒可知，D點時溶液中存在：c(NH₄^＋)＋c(H^＋) ＋c(Na^＋)＝c(OH^－)＋c(NO₃^－)，B不正確；C、由圖可知，EF段消耗的氫氧化鈉的體積為36mL－34m＝2mL，故該階段參加反應的氫氧化鈉為0.002L×5mol/L=0.010mol。根據(jù)Al(OH) ₃+OH^-＝AlO₂^-+2H₂O 、Al³⁺+3OH^-＝Al(OH) ₃↓可知，與Al^3＋反應的氫氧化鈉是0.010mol×3＝0.030mol，氫氧化鋁的物質的量是0.010mol，則金屬鋁的物質的量也是0.010mol。DE段消耗的氫氧化鈉的體積為34mL－31m＝3mL，故該階段參加反應的氫氧化鈉為0.003L×5mol/L=0.015mol。根據(jù)NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O可知，n(NH₄⁺)＝0.015ml，所以根據(jù)電子得失守恒可知3n(Fe)＋3×0.010mol＝8×0.015mol，解得n(Fe)＝0.030mol，所以合金中n(Fe) ：n(Al)＝3 ：1，C不正確；D、滴加NaOH體積為31ml時，發(fā)生反應為①H⁺+OH^-＝H₂O，②Fe³⁺+3OH^-＝Fe(OH)₃↓、Al³⁺+3OH^-＝Al(OH) ₃↓，所以C點氫氧化鈉溶液的體積為31ml－×10³ml/L＝7mL，D正確，答案選D。

考點：考查鐵鋁合金與硝酸以及氫氧化鈉溶液反應的計算以及圖像識別等