Question

（6分）實驗研究發現，硝酸發生氧化還原反應時，硝酸的濃度越稀，對應還原產物中氮元素的化合價越低。現有一定量的鋁粉和鐵粉的混合物與一定量很稀的硝酸充分反應，反應過程中無氣體放出（N元素被還原為NH₄⁺）。在反應結束后的溶液中逐滴加入4mol/L NaOH溶液，所加的NaOH溶液的體積(mL)與產生沉淀的物質的量(mol)關系如下圖所示。

（1）圖中OC段沒有沉淀生成,此階段發生反應的離子方程式為：                     。
（2）在DE段，沉淀的物質的量沒有變化，則此階段發生反應的離子方程式為          。上述現象說明溶液中          離子結合OH^-的能力最弱。
（3）B與A的差值為            mol。
（4）B對應的沉淀量為            mol，C對應的溶液體積為             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）圖中OC段沒有沉淀生成，說明硝酸過量，所以反應的方程式是H⁺+OH^-====H₂O。
（2）由于溶液中的金屬陽離子首先和氫氧化鈉反應，當沉淀達到最大值時，氫氧化再和溶液中的NH₄^＋反應，所以DE段反應的方程式是NH₄⁺ +OH^-====NH₃·H₂O。
（3）氫氧化鋁是兩性氫氧化物，能溶于氫氧化鈉中，所以EF段是溶解氫氧化鋁的，方程式是Al(OH)₃＋OH^－=AlO₂^－＋2H₂O，因此故圖像可知，消耗氫氧化鈉是2ml，物質的量是0.008mol。則氫氧化鋁就是0.008mol，所以B與A的差值為0.008mol。
（4）根據圖像可知，溶液中NH₄^＋的物質的量是0.012mol，所以反應中轉移電子是0.012mol×8＝0.096mol。金屬鋁是0.008mol，失去電子是0.024mol，所以根據電子的都是守恒可知，鐵失去的電子是0.096mol－0.024mol＝0.072mol，因此鐵的物質的量是0.024mol，即生成氫氧化鐵是0.024mol，所以B點沉淀的物質的量是0.024mol＋0.008mol＝0.032mol。生成0.008mol氫氧化鋁和0.024mol氫氧化鐵消耗的氫氧化鈉是0.096mol，因此氫氧化鈉溶液的體積是0.096mol÷4mol/L＝0.024L＝24ml，所以C點是31ml－24ml＝7ml。