Question

实验研究发现，金属与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足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/LNaOH溶液，所加NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如图所示，下列说法不正确的是(    )

A.硝酸的还原产物全部是 B.b点与a点的差值为0.05mol

C.原硝酸溶液中硝酸的物质的量为0.47mol D.样品中铝粉和铁粉的物质的之比为5:3

Answer

C

【解析】

0c段没有沉淀生成，说明硝酸过量，发生反应：H++OHˉ=H2O，可知金属与酸反应中Al、Fe被氧化为Al3+、Fe3+；

cd段产生沉淀，发生反应：Fe3++3OHˉ=Fe(OH)3↓，Al3++3OHˉ=Al(OH)3↓；

de段消耗NaOH，但沉淀量不变，而金属与硝酸反应过程中无气体放出，由题意可知N元素被还原为，发生反应：+OHˉ=NH3•H2O；

ef段沉淀部分溶解，发生反应：Al(OH)3+ OHˉ=AlO+2H2O。

A．根据题目信息可知硝酸氧化金属单质时没有气体放出，所以硝酸的还原产物全部是铵根，故A正确；

B．b与a的差值为氢氧化铝的物质的量，由图可知，ef段消耗的氢氧化钠溶液为104mL-94mL=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+ OHˉ= AlO+2H2O可知Al(OH)3的物质的量为0.05mol，故B正确；

C．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。由图可知，de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+ OHˉ=NH3•H2O 可知溶液中n()=0.03ml，由N原子守恒可知n(NH4NO3)=n()=0.03mol，根据钠元素守恒可知n(NaNO3)=n(NaOH)=0.088L×5mol/L=0.44mol，根据氮元素守恒原硝酸溶液中n(HNO3)=n(NaNO3)+2n(NH4NO3)=0.44mol+0.03mol×2=0.5mol，故C错误；

D．由Al原子守恒可知n(Al)=n[Al(OH)3]=0.05mol，根据电子转移守恒有：3n(Fe)+3n(Al)=8n()，即3n(Fe)+3×0.05mol=8×0.03mol，解得n(Fe)=0.03mol，故n(Al)：n(Fe)=0.05mol：0.03mol=5：3，故D正确；

故答案为C。