Question

研究发现，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5 mol／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。下列说法正确的是

A．溶液中结合OH^－能力最强的离子是NH₄^＋

B．D点时溶液中存在：c(NH₄^＋)＋c(H^＋)＝c(OH^－)＋c(NO₃^－)

C．合金中n(Fe) ：n(Al)＝1 ：3

D．C的值为7

Answer

D

【解析】

试题分析：铁铝合金与足量很稀的硝酸充分反应，没有气体放出，这说明硝酸的还原产物应该是NH4＋。根据图像可知加入的氢氧化钠溶液应先与过量的硝酸反应，然后再结合Fe3＋、Al3＋生成氢氧化铁和氢氧化铝沉淀。当沉淀完全后，由图知继续加入氢氧化钠溶液，沉淀量不变，这说明OH－与NH4+发生了反应，因此随着NaOH的滴加，发生的反应依次为①H++OH-＝H2O，②Fe3++3OH-＝Fe(OH)3↓、Al3++3OH-＝Al(OH) 3↓，③NH4++OH-═NH3•H2O，④Al(OH) 3+OH-＝AlO2-+2H2O。A、溶液中结合OH－能力最强的离子是H＋，A不正确；B、根据电荷守恒可知，D点时溶液中存在：c(NH4＋)＋c(H＋) ＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(NO3－)，B不正确；C、由图可知，EF段消耗的氢氧化钠的体积为36mL－34m＝2mL，故该阶段参加反应的氢氧化钠为0.002L×5mol/L=0.010mol。根据Al(OH) 3+OH-＝AlO2-+2H2O 、Al3++3OH-＝Al(OH) 3↓可知，与Al3＋反应的氢氧化钠是0.010mol×3＝0.030mol，氢氧化铝的物质的量是0.010mol，则金属铝的物质的量也是0.010mol。DE段消耗的氢氧化钠的体积为34mL－31m＝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，n(NH4+)＝0.015ml，所以根据电子得失守恒可知3n(Fe)＋3×0.010mol＝8×0.015mol，解得n(Fe)＝0.030mol，所以合金中n(Fe) ：n(Al)＝3 ：1，C不正确；D、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↓，所以C点氢氧化钠溶液的体积为31ml－×103ml/L＝7mL，D正确，答案选D。

考点：考查铁铝合金与硝酸以及氢氧化钠溶液反应的计算以及图像识别等