Question

14．實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時，硝酸的濃度越稀，對應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價越低．某同學(xué)取一定量上述的熔融物與一定量很稀的硝酸充分反應(yīng)，反應(yīng)過程中無氣體放出．在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中，逐滴加入4mol•L^-1的氫氧化鈉溶液，所加氫氧化鈉溶液的體積（mL）與產(chǎn)生的沉淀的物質(zhì)的量（mol）的關(guān)系如圖所示．試回答下列問題：

（1）寫出實(shí)驗(yàn)中鐵溶解的化學(xué)方程式8Fe+30HNO₃═8Fe（NO₃）₃+3NH₄NO₃+9H₂O；
（2）在DE段，沉淀的物質(zhì)的量沒有變化，則此階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O；
（3）合金中鐵和鋁的物質(zhì)的量之比為3：1．

Answer 1

分析 （1）據(jù)題意得，鐵和硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵，硝酸銨和水；
（2）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)，以此書寫離子方程式；
（3）根據(jù)反應(yīng)圖象結(jié)合反應(yīng)的離子方程式計(jì)算．

解答 解：（1）據(jù)題意得，鐵和硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵，硝酸銨和水，故方程式為8Fe+30HNO₃═8Fe （NO₃）₃+3NH₄NO₃+9H₂O，
故答案為：8Fe+30HNO₃═8Fe （NO₃）₃+3NH₄NO₃+9H₂O，
（2）D與E一段沉淀的質(zhì)量沒有發(fā)生變化，該反應(yīng)為NH₄NO₃和NaOH反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，
故答案為：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O；
（3）由圖可知，EF段消耗的氫氧化鈉溶液為36mL-34m=2mL，故該計(jì)算參加反應(yīng)的氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：0.002L×4mol/L=0.008mol，根據(jù)Al（OH）₃ +OH^-=
AlO₂^-+2H₂O可知，Al（OH）₃的物質(zhì)的量為0.008mol；金屬混合物中含有鋁0.008mol，設(shè)鐵為xmol，Al為0.008mol，生成硝酸銨為：（34-31）×0.001L×4mol/L=0.012mol，由于顯示過量，鐵反應(yīng)生成了硝酸鐵，由電子守恒可知，3x+0.008×3=0.012×8，解得x=0.024mol，故鐵和鋁的物質(zhì)的量之比為0.024：0.08=3：1，
故答案為：3：1．

點(diǎn)評 本題考查較為綜合，涉及鋁熱反應(yīng)，金屬與硝酸的反應(yīng)、離子方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)計(jì)算等知識點(diǎn)，屬于中等難度試題；解答此題關(guān)鍵是判斷出硝酸的還原產(chǎn)物以及電子轉(zhuǎn)移守恒的運(yùn)用