硝酸的还原产物比较复杂，硝酸越稀，还原产物中氮元素的化合价越低．某同学取适量的铁铝合金与足量很稀的硝酸充分反应，没有气体放出．在反应结束后的溶液中，逐滴加入5mol/L的NaOH溶

Question

硝酸的还原产物比较复杂，硝酸越稀，还原产物中氮元素的化合价越低．某同学取适量的铁铝合金与足量很稀的硝酸充分反应，没有气体放出．在反应结束后的溶液中，逐滴加入5mol/L的NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积（mL）与产生的沉淀的物质的量（mol）的关系如图所示．下列说法不正确的是（　　）

A. 反应中硝酸的还原产物为NH₄⁺

B. DE段反应的离子方程式为：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O

C. 合金中铁和铝的物质的量之比为1：3

D. 图象中C点所加NaOH溶液的体积为7mL

Answer 1

铁铝合金与足量很稀HNO₃充分反应，被氧化为Al³⁺、Fe³⁺，通过题意，反应始终没有气体生成，可以得出不会有氮的氧化物生成，由于硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低，可以推测N元素由+5变成了-3价，由图可得硝酸过量，加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应，再生成沉淀，当沉淀完全后，由图知继续加入氢氧化钠溶液，沉淀量不变，可得与NH₄⁺发生了反应，则随着NaOH的滴加，发生的反应依次有：
①H⁺+OH^-=H₂O，②Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，③NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，④Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
A．根据分析可知，硝酸在反应中被还原成NH₄⁺，故A正确；
B．DE段沉淀的物质的量不变，说明铵根离子与氢氧根离子反应生成一水合氨，反应的离子方程式为：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，故B正确；
C．由图可知，DE段消耗的氢氧化钠的体积为34mL-31mL=3mL，故该阶段参加反应的氢氧化钠为0.003L×5mol/L=0.015mol，根据NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O 可知，计算溶液中n（NH₄⁺）=0.015ml，根据EF段发生Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，可知n[Al（OH）₃]=0.010mol，根据铝元素守恒，故混合金属中n（Al）=0.010mol，根据电子转移守恒有3n（Fe）+3n（Al）=8n（NH₄⁺），即3n（Fe）+3×0.010mol=8×0.015mol，解得：n（Fe）=0.03mol，故原混合物中铁粉与铝粉的物质的量之比为：0.03mol：0.01mol=3：1，故C错误；
D．沉淀的总量可根据NH₄⁺的量，根据NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O 得出n（NH₄⁺）=（34-31）×10^-3L×5mol/L=0.015 mol，根据氧化还原反应，N元素由+5价变为-3价，而金属都由0价变为+3价，可以运用电子守恒得出金属的物质的量为：(0.015mol×8)/(3)=0.04mol，滴加NaOH体积为31mL时，
发生反应为①H⁺+OH^-=H₂O，②Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，可计算得出C点氢氧化钠溶液的体积为：31ml-(0.04mol×3)/(5mol/L)×10³mL/L=7mL，故D正确；
故选C．