Question

【题目】实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量的铝铁合金与1000mL一定浓度的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入4.00mol/L的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积（mL）与产生的沉淀的物质的量（mol）的关系如图所示。试回答下列问题：

（1）原混合物中铝粉与铁粉的物质的量之比为______

（2）硝酸溶液的物质的量浓度为______molL-1

Answer 1

【答案】1：3 0.148

【解析】

（1）E与F之间沉淀的量减少，为Al(OH)3溶解在氢氧化钠溶液中，其反应方程式为Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，氢氧化铝与氢氧化钠物质的量之比为1：1，EF段的n(NaOH)=4mol/L×2×10-3L=0.008mol，

Al——Al(OH)3——NaOH→NaAlO2+2H2O

1 1

0.008mol 0.008mol

所以铝的物质的量为0.008mol；

D与E一段氢氧化钠被消耗，DE段是NH4NO3和NaOH反应

NH4NO3～NaOH

1 1

n(NH4NO3)=n(NaOH)=(34-31)×10-3L×4mol/L=0.012mol，

设铁有x mol，Al离子也是0.008mol，NH4+有0.012mol，根据电子守恒可得：3x+0.008×3=0.012×8，x=0.024mol，所以铁离子有0.024mol，根据原子守恒知，铁的物质的量是0.024mol，故原混合物中铝粉与铁粉的物质的量之比为0.008mol：0.024mol=1：3，故答案为：1：3；

（2）E点时，溶液中的溶质是硝酸钠和氨水，n(NH3H2O)=n(NH4+)=0.012mol，n(NaNO3)=n(NaOH)=34×10-3L×4mol/L=0.136mol，根据氮原子守恒知，c(HNO3)=0.148mol/L，故答案为：0.148。