Question

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。现有一定量的铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出，在反应结束后的溶液中逐滴加入5mol·L^-1NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积与产生沉淀的物质的量关系如图所示，下列说法不正确的是

A．稀硝酸与铝粉、铁粉反应，其还原产物为硝酸铵

B．c点对应NaOH溶液的体积为48mL

C．b点与a点的差值为0．05mol

D．样品中铝粉和铁粉的物质的量之比为5:3

Answer

B

【解析】

试题分析：根据题给信息知一定量的铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的硝酸充分反应，生成硝酸铝、硝酸铁、硝酸铵和水，硝酸有剩余。在反应结束后的溶液中逐滴加入5mol·L-1NaOH溶液，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，b与a的差值为氢氧化铝的物质的量，由图可知，e——f段消耗的氢氧化钠溶液为104mL-94m=10mL，故该阶段参加反应的氢氧化钠为0.01L×5mol/L=0.05mol，根据Al(OH)3 +OH-=AlO2-+2H2O可知，Al(OH)3 的物质的量为0.05mol，根据铝元素守恒，故混合金属中n（Al）=0.05mol，由图可知，d——e段消耗的氢氧化钠的体积为94mL-88mL=6mL，故该阶段参加反应的氢氧化钠为0.006L×5mol/L=0.03mol，根据NH4++OH-═NH3•H2O 可知溶液中n（NH4+）=0.03ml，根据电子转移守恒有3n（Fe）+3n（Al）=8n（NH4+），即3n（Fe）+3×0.05mol=8×0.03mol，解得n（Fe）=0.03mol，由反应过程可知，到加入氢氧化钠为88mL时，溶液中溶质为硝酸钠与硝酸铵，n（NH4NO3）=n（NH4+）=0.03mol，根据钠元素守恒，可知n（NaNO3）=n（NaOH）=0.088L×5mol/L=0.44mol，根据氮元素守恒计算原硝酸溶液中n（HNO3）=n（NaNO3）+2n（NH4NO3）=0.44mol+0.03mol×2=0.5mol，而c点溶液为NaNO3、NH4NO3、Fe（NO3）3、Al（NO3）3，根据氮元素守恒n′NaNO3）+2n（NH4NO3）+3n[Fe（NO3）3]+3n[Al（NO3）3]=n（HNO3），故c点溶液中n（NaNO3）=0.5mol-0.03mol×2-0.03mol×3-0.05mol×3=0.2mol，故c点加入NaOH的物质的量=0.2mol。A、由上述分析可知，稀硝酸与铝粉、铁粉反应，其还原产物为硝酸铵，正确；B、由上述分析可知，c点对应NaOH溶液的体积=0.2mol÷5mol/L=0.04L=40mL，错误；C、由上述分析可知，b与a的差值为Al(OH)3 的物质的量，为0.05mol，正确；D、由上述分析可知，混合金属中n（Al）=0.05mol、n（Fe）=0.03mol，样品中铝粉和铁粉的物质的量之比为5：3，正确。

考点：考查混合物计算，化学反应图像分析。