Question

【題目】硝酸與金屬反應時，濃度越稀還原產物價態越低。現用一定量的鋁粉與鎂粉組成的混合物與100ml硝酸鉀溶液與硫酸組成的混合溶液充分反應，反應過程中無任何氣體放出，向反應后的溶液中逐滴加入4.00mol/L的NaOH溶液，加入的溶液體積與產生的沉淀質量的關系如圖所示。

回答下列問題：

（1）寫出鋁與混合溶液反應的離子方程式：_________________

（2）參加反應硝酸根離子物質的量為____________mol

（3）參加反應的鋁與鎂的質量比為_______________

（4）混合液中硫酸的物質的量的濃度為_______________mol/L

Answer 1

【答案】8Al+30H++3NO3-=8Al3++3NH4++9H2O 0.006 3:4 0.36

【解析】

根據題干信息及物質的性質書寫離子方程式；根據方程式及圖表數據進行相關計算。

（1）硝酸根濃度很低時被氧化的產物是銨根離子，因此無氣體放出，鋁反應生成金屬陽離子，則離子反應為8Al+30H++3NO3-=8Al3++3NH4++9H2O，

故答案為：8Al+30H++3NO3-=8Al3++3NH4++9H2O；

（2）由圖示可以看出加入氫氧化鈉溶液從15.0mL到16.5mL區間內發生的反應是氫氧根離子與銨根離子的反應，由氮原子守恒可知，銨根離子的物質的量即為原溶液中反應的硝酸根離子的物質的量，則原溶液中NO3-物質的量是（16.5-15）×10-3L×4mol/L=0.006mol，

故答案為：0.006；

（3）從圖示提示中看出從氫氧化溶液體積16.5mL到18.5mL區間內發生的反應是氫氧化鋁與氫氧化鈉的反應，氫氧化鋁與氫氧化鈉等物質的量反應，由Al～Al3+～Al（OH）3～NaOH，則Al的物質的量為0.008mol，再由Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Al3++3OH-═Al（OH）3↓，沉淀鎂離子和鋁離子共消耗氫氧化鈉溶液體積（15.0-3.0）mL，由此可知：沉淀鎂離子時消耗的氫氧根離子物質的量為（15.0-3.0）×10-3L×4.00mol/L-8×10-3mol×3=24×10-3mol，鎂離子物質的量為1.2×10-2mol，參加反應的鎂與鋁的質量之比：8×10-3mol×27g/mol：1.2×10-2mol×24g/mol=3：4，

故答案為：3：4；

（4）由4Mg+10H++NO3-═4Mg2++NH4++3H2O、8Al+30H++3NO3-=8Al3++3NH4++9H2O知，消耗氫離子為0.008mol×30/8+1.2×10-2mol×10/4=0.06mol，圖中開始3.0mLNaOH溶液消耗氫離子的物質的量為3×10-3L×4mol/L=0.012mol，原溶液中硫酸的物質的量為(0.06mol+0.012mol)/2=0.036mol，混合液中硫酸的物質的量的濃度為0.036mol/0.1L=0.36mol/L，

故答案為：0.36。