Question

某研究性學(xué)習(xí)小組探究NO₃^-在不同環(huán)境中的氧化性．
（1）實(shí)驗(yàn)一：
①試管a、b中均加入等濃度等體積的NaNO₃溶液和等質(zhì)量的銅片，加熱，無明顯現(xiàn)象；
②向試管a中加入VmL NaOH溶液，加熱，無明顯現(xiàn)象；
③向試管b中加入VmL稀H₂SO₄，加熱，可觀察到的現(xiàn)象是

 

．
實(shí)驗(yàn)一的目的是

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)二：利用如圖裝置探究不同濃度HNO₃的氧化性．
①已知電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向足電子移動(dòng)方向．將銅、鐵兩極同時(shí)插入濃HNO₃中，觀察到電流計(jì)指針指向銅，但迅速反轉(zhuǎn)，指針偏向鐵一端，此時(shí)鐵做

 

極（填“正”或“負(fù)”）；指針反轉(zhuǎn)的原因是

 

．
②將濃HNO₃改為稀HNO₃后，觀察到電流計(jì)指針指向銅，此時(shí)正極反應(yīng)式是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）①試管a、b中均加入等濃度等體積的NaNO₃溶液和等質(zhì)量的銅片，加熱，無明顯現(xiàn)象；說明硝酸鈉和銅不反應(yīng)，即中性條件下硝酸根離子沒有強(qiáng)氧化性；
②向試管a中加入VmL NaOH溶液，加熱，無明顯現(xiàn)象；說明在堿性條件下硝酸根離子無強(qiáng)氧化性；
向試管b中加入VmL稀H₂SO₄，加熱，硝酸根離子在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，可把銅氧化成銅離子，本身被還原成一氧化氮；
由此可知實(shí)驗(yàn)一的目的；
（2）①鐵在濃硝酸鈍化，故鐵銅組成的原電池放在濃硝酸中，鐵作正極；
②鐵比銅活潑，故放在稀硝酸中，鐵失電子，正極硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)．

解答： 解：（1）①試管a、b中均加入等濃度等體積的NaNO₃溶液和等質(zhì)量的銅片，加熱，無明顯現(xiàn)象；說明硝酸鈉和銅不反應(yīng)，即中性條件下硝酸根離子沒有強(qiáng)氧化性；
②向試管a中加入VmL NaOH溶液，加熱，無明顯現(xiàn)象；說明在堿性條件下硝酸根離子無強(qiáng)氧化性；
向試管b中加入VmL稀H₂SO₄，加熱，硝酸根離子在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，可把銅氧化成銅離子，本身被還原成一氧化氮，因此看到溶液變成藍(lán)色，溶液中有氣泡冒出，由此可知實(shí)驗(yàn)一的目的為探究不同酸堿性溶液中硝酸根離子的氧化性；
故答案為：銅溶解，生成無色氣體，溶液由無色變化為藍(lán)色；探究硝酸根離子在酸堿性溶液中的氧化性；
（2）①鐵在濃硝酸鈍化形成了保護(hù)膜，阻止了鐵進(jìn)一步和硝酸反應(yīng)，銅和硝酸反應(yīng)，故指針迅速偏轉(zhuǎn)，故鐵銅組成的原電池放在濃硝酸中，鐵作正極；
故答案為：正；鐵在濃硝酸中迅速氧化，在鐵表面形成一層致密的氧化物薄膜，阻止鐵與濃硝酸進(jìn)一步反應(yīng)；
②鐵比銅活潑，故放在稀硝酸中，鐵失電子，正極硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：NO₃^-+3e^-+4H⁺=NO↑+2H₂O；
故答案為：NO₃^-+3e^-+4H⁺=NO↑+2H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了硝酸根離子的氧化性的條件及硝酸濃度不同，產(chǎn)物不同的驗(yàn)證，中等難度，要注意濃硝酸能使金屬鐵和鋁鈍化，易被忽落，為易錯(cuò)點(diǎn)．