Question

7．某�；瘜W(xué)興趣小組為探究濃、稀硝酸與金屬鋁反應(yīng)的異同，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1，請(qǐng)回答下列問題：
（1）A裝置的名稱為三頸燒瓶，實(shí)驗(yàn)開始前先將A、B、C、D連接在一起，打開彈簧夾，通一段時(shí)間的氮?dú)�，其目的為排凈體系內(nèi)的空氣，防止對(duì)氣體產(chǎn)物的檢驗(yàn)造成干擾．然后再關(guān)閉彈簧夾，連接E、F裝置．
（2）甲同學(xué)先向裝置A中滴加20mL稀硝酸，觀察到C中氣體為無色，D中導(dǎo)氣管口有氣泡冒出．試寫出此時(shí)A中反應(yīng)的離子方程式為Al+4H⁺+NO₃^-=Al³⁺+NO↑+2H₂O，接下來他把稀硝酸換成濃硝酸，重復(fù)上述操作，觀察到C中氣體仍然為無色，D中導(dǎo)氣管口也有氣泡冒出．于是得出 結(jié)論：無論濃硝酸還是稀硝酸與金屬鋁反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物相同．
你認(rèn)為甲同學(xué)的結(jié)論是否正確否 （填“是”或“否”），加濃硝酸時(shí)“D中導(dǎo)氣管口也有氣泡冒出”是因?yàn)楫?dāng)加入20ml濃硝酸時(shí)就會(huì)排出20ml氮?dú)猓?br />（3）乙同學(xué)用電化學(xué)方法來測(cè)定使鋁鈍化時(shí)硝酸的最低濃度，如圖2，向兩支具支試管中分別加入濃硝酸5.0mL（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%，密度為1.4g/mL），將金屬絲插入溶液中，開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察到靈敏電流計(jì)指針指向銅，此時(shí)電池的正極反應(yīng)式為NO₃^-+e^-+2H⁺═NO₂↑+H₂O，但指針又迅速反轉(zhuǎn)．用盛蒸餾水的注射器緩慢向具支試管內(nèi)加水并振蕩，當(dāng)出現(xiàn)電流表的指針再次指向銅現(xiàn)象時(shí)，抽出金屬絲停止實(shí)驗(yàn)．重復(fù)三次實(shí)驗(yàn)得平均加水量為2.5mL，據(jù)此計(jì)算，使鋁鈍化的硝酸溶液的最低質(zhì)量分?jǐn)?shù)為47.9%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)儀器的構(gòu)造可知儀器名稱為三頸燒瓶，通一段時(shí)間的氮?dú)�，其目的為排凈體系內(nèi)的空氣，防止對(duì)氣體產(chǎn)物的檢驗(yàn)造成干擾；
（2）稀硝酸與金屬鋁反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體為NO，鋁在常溫下遇到濃硝酸會(huì)發(fā)生鈍化，由于裝置內(nèi)部有氮?dú)�，故同樣可以觀察到C中氣體仍然為無色，D中導(dǎo)氣管口也有氣泡冒出；
（3）銅失電子做負(fù)極，指針偏轉(zhuǎn)會(huì)指向銅，正極是溶液中硝酸根離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：NO₃^-+e^-+2H⁺═NO₂↑+H₂O，使鐵鈍化的硝酸最低濃度=$\frac{5.0×1.4×65%}{5.0×1.4+2.5}$×100%=47.9%．

解答 解：（1）根據(jù)儀器的構(gòu)造可知儀器名稱為三頸燒瓶，通一段時(shí)間的氮?dú)�，其目的為排凈體系內(nèi)的空氣，若有空氣會(huì)對(duì)產(chǎn)生氣體的檢查產(chǎn)生干擾，故目的為排凈體系內(nèi)的空氣，防止對(duì)氣體產(chǎn)物的檢驗(yàn)造成干擾，
故答案為：三頸燒瓶；排凈體系內(nèi)的空氣，防止對(duì)氣體產(chǎn)物的檢驗(yàn)造成干擾；
（2）稀硝酸與金屬鋁反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體為NO，N的化合物價(jià)降低，鋁的化合物價(jià)升高，根據(jù)氧化還原方程式書寫方法書寫，其離子方程式為Al+4H⁺+NO₃^-=Al³⁺+NO↑+2H₂O；鋁在常溫下遇到濃硝酸會(huì)發(fā)生鈍化，生成致密的氧化膜，由于裝置內(nèi)部有氮?dú)�，故同樣可以觀察到C中氣體且仍然為無色，D中導(dǎo)氣管口也有氣泡冒出，這是因?yàn)楫?dāng)加入20ml 濃硝酸時(shí)就會(huì)排出20ml氮?dú)�，此�?shí)驗(yàn)不能說明濃硝酸、稀硝酸與金屬鋁反應(yīng)生成相同的氣體產(chǎn)物，
故答案為：Al+4H⁺+NO₃^-=Al³⁺+NO↑+2H₂O；否；當(dāng)加入20ml 濃硝酸時(shí)就會(huì)排出20ml氮?dú)猓?br />（3）銅失電子做負(fù)極，指針偏轉(zhuǎn)由正極指向負(fù)極，會(huì)指向銅；正極是溶液中硝酸根離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：NO₃^-+e^-+2H⁺═NO₂↑+H₂O，用盛蒸餾水的注射器緩慢向具支試管內(nèi)加水，相當(dāng)與稀硝酸的反應(yīng)，電流表的指針再次指向銅，使鐵鈍化的硝酸最低濃度=$\frac{5.0×1.4×65%}{5.0×1.4+2.5}$×100%=47.9%，
故答案為：銅；NO₃^-+e^-+2H⁺═NO₂↑+H₂O；電流表的指針再次指向銅；47.9%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了濃、稀硝酸與金屬鋁反應(yīng)的異同，為物質(zhì)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究題，弄清實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，注意鋁在常溫下在濃硝酸中的鈍化，題目難度中等．