题目

题型：不详难度：来源：

硝酸跟金属反应时，随着硝酸浓度的下降和金属活动性的增大，产物中氮元素的化合价会逐渐下降，它们可能是NO₂、NO、N₂O、N₂或NH₄NO₃中的一种或几种．现有一定量的铁粉和铝粉组成的混合物跟100mL稀硝酸充分反应，反应过程中无任何气体放出，往反应后的澄清溶液中逐渐加入4.00mol•L^-1的NaOH溶液，加入NaOH溶液的体积与产生沉淀的质量的关系如图所示（必要时可加热，忽略气体在水中的溶解）：



请回答下列问题：
（1）由图可知，往反应后的澄清溶液中加入NaOH溶液没有立即出现沉淀，其原因是______．
（2）混合物跟稀硝酸充分反应后的产物中铁元素的化合价是______．
（3）写出图中D-→E阶段所发生的反应的离子方程式：______．
（4）纵坐标中A点的数值是______，原稀硝酸的浓度是______．

答案

根据图象可知：混合溶液中含有的溶质有Fe（NO₃）₃、Al（NO₃）₃、NH₄NO₃、HNO₃
（1）由O点到C点，氢氧化钠溶液恰好和HNO₃生成NaNO₃；故答案为：硝酸过量，氢氧化钠先中和过量的硝酸；
（2）图象分析，铁粉和铝粉组成的混合物跟100mL稀硝酸充分反应，硝酸剩余，铁被硝酸氧化为三价铁；故答案为：+3；
（3）由D点到E点，氢氧化钠溶液恰好和NH₄NO₃反应生成硝酸钠、一水合氨；离子方程式为：NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O；故答案为：NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O；
（4）由C与D点，氢氧化钠溶液恰好和Fe（NO₃）₃、Al（NO₃）₃反应生成NaNO₃；
由D点到E点，氢氧化钠溶液恰好和NH₄NO₃反应生成硝酸钠、一水合氨通过上面的分析、根据氮原子守恒可知O点到D点硝酸钠的物质的量=硝酸的物质的量，从D点到E点硝酸的物质=2硝酸钠的物质的量，而硝酸钠的物质的量=氢氧化钠的物质的量，所以硝酸的物质的量=4mol/L×0.015L+2×4mol/L×（0.0165L-0.015L）=0.072mol，
所以原硝酸的物质的量浓度=

0.072mol

0.1L

=0.72mol/L
根据EF可知：沉淀减少，说明氢氧化铝溶解，所以氢氧化铝的物质的量=EF线段加入氢氧化钠溶液的物质的量
即：n[Al（OH）₃]=4mol/L×（0.0185L-0.0165L）=0.008mol，
根据题意可知：生成0.008mol氢氧化铝沉淀消耗氢氧化钠的物质的量=3×0.008mol=0.024mol
CD段生成沉淀为氢氧化铝和氢氧化铁，
所以生成氢氧化铁消耗氢氧化钠的物质的量=4mol/L×（0.015L-0.003L）-0.024mol=0.024mol
n[Fe（OH）₃]=

1

3n(NaOH)

=

1

3×0.024mol

=0.008mol
纵坐标A点的数值即是生成氢氧化铁的质量=0.008mol×107g/mol=0.856g；
故答案为：0.856g；0.72mol/L；