Question

【題目】研究金屬與硝酸的反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)如下。

實(shí)驗(yàn) (20C)	現(xiàn)象
Ⅰ過(guò)量銅粉、2 mL 0.5molL-1HNO3	無(wú)色氣體(遇空氣變紅棕色)，溶液變?yōu)樗{(lán)色
Ⅱ過(guò)量鐵粉、2 mL 0.5molL-1HNO3	6mL無(wú)色氣體(經(jīng)檢測(cè)為H2)，溶液幾乎無(wú)色

⑴Ⅰ中產(chǎn)生的無(wú)色氣體是______。

⑵研究Ⅱ中的氧化劑

①甲同學(xué)認(rèn)為該濃度的硝酸中H+的氧化性大于NO3－，所以NO3－沒有發(fā)生反應(yīng)。乙同學(xué)依據(jù)Ⅰ和Ⅱ證明了甲的說(shuō)法不正確，其實(shí)驗(yàn)證據(jù)是______。

乙同學(xué)通過(guò)分析，推測(cè)出NO3－也能被還原，依據(jù)是______，進(jìn)而他通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)該溶液中含有NH4+，其實(shí)驗(yàn)操作是______。

補(bǔ)全Ⅱ中NO3－被還原為的過(guò)程：NO3－ + ______e－ + ______= NH4+ + ______H2O

⑶研究影響產(chǎn)生H2的因素

實(shí)驗(yàn)	現(xiàn)象
Ⅲ過(guò)量鐵粉、2 mL 0.5molL-1HNO3、40C	3.4m L氣體(經(jīng)檢測(cè)為H2），溶液略帶黃色
Ⅳ過(guò)量鐵粉、2 mL 0.5molL-1HNO3、60C	2.6m L氣體(經(jīng)檢測(cè)為H2），黃色溶液
Ⅴ過(guò)量鐵粉、2 mL 3molL-1HNO3、20C	無(wú)色氣體(遇空氣變紅棕色)，深棕色溶液

資料：Fe[(NO)]2+在溶液中呈棕色。

④對(duì)比Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，溫度不同時(shí)收集到氫氣的體積不同，原因是______。

⑤Ⅴ中無(wú)色氣體是混合氣體，則一定含有遇空氣變紅棕色的氣體和______。

⑷根據(jù)實(shí)驗(yàn)，金屬與硝酸反應(yīng)時(shí)，影響硝酸的還原產(chǎn)物不同的因素有______。

Answer 1

【答案】NO 硝酸濃度相同，銅的還原性弱于鐵，但Ⅰ中溶液變藍(lán)，同時(shí)沒有氫氣放出 NO3－中氮元素的化合價(jià)為最高價(jià)，具有氧化性 �、蛑蟹磻�(yīng)后的溶液，加入足量NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生有刺激性氣味并能使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體 8 10H+ 3 相同條件下，溫度升高時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率增大，但NO3－的還原速率增大的更多 H2 金屬的種類、硝酸的濃度、溫度

【解析】

⑴Ⅰ中無(wú)色氣體NO遇空氣生成紅棕色的二氧化氮?dú)怏w。

⑵①依據(jù)Ⅰ和Ⅱ硝酸濃度相同，銅的還原性弱于鐵，但Ⅰ中生成NO，因此可得NO3－沒有發(fā)生反應(yīng)不正確。

②NO3－中氮元素的化合價(jià)為最高價(jià)，具有氧化性，證明NH4+的方法是去一定量溶液加入足量NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生有刺激性氣味并能使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體。

③根據(jù)化合價(jià)降低得到電子配平得到。

⑶④根據(jù)現(xiàn)象和溫度升高時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率增大。

⑤根據(jù)元素分析和前面的信息得到答案。

⑷根據(jù)實(shí)驗(yàn)和幾個(gè)反應(yīng)現(xiàn)象得出答案。

⑴Ⅰ中產(chǎn)生的無(wú)色氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色，則為NO遇空氣生成紅棕色的二氧化氮?dú)怏w；

故答案為：NO。

⑵①依據(jù)Ⅰ和Ⅱ硝酸濃度相同，銅的還原性弱于鐵，但Ⅰ中溶液變藍(lán)，同時(shí)沒有氫氣放出，故認(rèn)為該濃度的硝酸中H+的氧化性大于NO3－，所以NO3－沒有發(fā)生反應(yīng)不正確，故答案為：硝酸濃度相同，銅的還原性弱于鐵，但Ⅰ中溶液變藍(lán)，同時(shí)沒有氫氣放出。

②元素的最高級(jí)具有氧化性，故NO3－中氮元素的化合價(jià)為最高價(jià)，具有氧化性，推測(cè)出NO3－也能被還原；證實(shí)該溶液中含有NH4+的方法為：取Ⅱ中反應(yīng)后的溶液，加入足量NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生有刺激性氣味并能使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,故答案為：NO3－中氮元素的化合價(jià)為最高價(jià)，具有氧化性；取Ⅱ中反應(yīng)后的溶液，加入足量NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生有刺激性氣味并能使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體。

③NO3－被還原為NH4+的反應(yīng)為：NO3－ + 8e－ + 10H+= NH4+ + 3H2O，故答案為：8；10H+；3。

⑶④根據(jù)現(xiàn)象可得，Ⅱ、Ⅲ生成氫氣，Ⅳ生成有NO，因?yàn)橄嗤瑮l件下，溫度升高時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率增大，但NO3－的還原速率增大的更多，故答案為：相同條件下，溫度升高時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率增大，但NO3－的還原速率增大的更多。

⑤Ⅴ中無(wú)色氣體是混合氣體，根據(jù)元素分析，則一定含有遇空氣變紅棕色的NO氣體和H2，故答案為：H2。

⑷根據(jù)實(shí)驗(yàn)，金屬與硝酸反應(yīng)時(shí)，影響硝酸的還原產(chǎn)物不同的因素有金屬的種類、硝酸的濃度、溫度，故答案為：金屬的種類、硝酸的濃度、溫度。