Question

12．HNO₃是一種氧化性的強酸，與金屬反應情況多種多樣．為探究HNO₃性質，某興趣小組作如下探究：
（1）濃度不同HNO₃氧化性不同，試舉一例說明濃硝酸能與碳反應，而稀硝酸不能．
（2）HNO₃能氧化多種金屬．金屬活動順序中，Ag以前的金屬都能與HNO₃反應，但常溫下Fe、Al（填元素符號）在濃HNO₃中能鈍化．
（3）鹽酸對HNO₃氧化性有影響．濃硝酸與濃鹽酸按1：3體積比混合所得混合液稱王水，具有強氧化性．金溶于王水產生遇空氣變色的氣體，金轉化為易溶性強酸H[AuCl₄]．請寫出其離子方程式：Au+4H⁺+NO₃^-+4Cl^-=NO↑+AuCl₄^-+2H₂O．
（4）與金屬反應的過程中，HNO₃能被還原成多種含氮產物，如：NO₂、HNO₂、NO、N₂O、N₂、NH₂OH、NH₄⁺（或硝酸銨NH₄NO₃）．
（5）HNO₃是一種強酸，與活潑金屬反應時，HNO₃的還原產物中可能存在H₂，某興趣小組設計實驗，探究金屬與稀HNO₃反應制取H₂的影響因素，其結果如圖所示．
該興趣小組設計以下實驗，探究金屬與HNO₃反應產生H₂的影響因素可供選擇的試劑：Fe粉、Mg粉，HNO₃（0.1mol•L^-1、2.0mol•L^-1）

影響因素	實驗步驟	實驗結論
金屬的種類	兩只燒瓶中各放入5g顆粒大小大致相同的Fe粉、Mg粉，分別加入2mol•L-1 HNO3溶液50mL，反應結束后，用氣體分析儀測定氣體中H2的體積分數	在該濃度的稀HNO3中，Mg能反應， Fe粉不反應，
硝酸的濃度	兩只燒瓶中各放入5g顆粒大小大致相同的Mg粉，分別加入0.1mol•L-1HNO3、2.0mol•L-1HNO3，反應結束后，用氣體分析儀測定氣體中H2的體積分數	硝酸濃度越稀，產生氫氣越多．

有同學認為，金屬與HNO₃反應是放熱反應，溫度也會影響金屬與HNO₃反應產生H₂，反應器需要置于冷水浴中保持常溫．

Answer 1

分析 （1）濃度不同HNO₃氧化性不同，如濃硝酸能與碳反應，而稀硝酸不能；
（2）鈍化是在金屬的表面形成致密的氧化膜，只有兩種金屬鐵和鋁；
（3）根據題中信息，王水與金的反應中，反應物為金、硝酸根離子、氫離子、氯離子，生成物為AuCl₄^-、NO和水，據此寫出反應的離子方程式；
（4）據N化合價下降的規(guī)律得出，氮元素化合價+5、+4、+3、+2、+1、-3；
（5）看圖分析答題；金屬與HNO₃反應是放熱反應，溫度也會影響金屬與HNO₃反應產生H₂，故要降溫，選擇實驗方法．

解答 解：（1）濃度不同HNO₃氧化性不同，濃硝酸的氧化性大于稀硝酸，如濃硝酸能與碳反應，而稀硝酸不能，
故答案為：濃硝酸能與碳反應，而稀硝酸不能；
（2）鈍化是常溫下，在金屬的表面形成致密的氧化膜，只有兩種金屬鐵和鋁在兩種酸中形成，分別為常溫下Fe和Al在濃硫酸和濃硝酸中，
故答案為：Fe、Al；
（3）由題中信息可知，金與王水反應的離子方程式為：4H⁺+NO₃^-+Au?NO+Au³⁺+2H₂O、Au³⁺+4Cl^-=AuCl₄^-，反應的總離子方程式為：Au+4H⁺+NO₃^-+4Cl^-=NO↑+AuCl₄^-+2H₂O，
故答案為：Au+4H⁺+NO₃^-+4Cl^-=NO↑+AuCl₄^-+2H₂O；
（4）據N化合價下降的規(guī)律得出，空格的兩個依次為0價和-3價，故物質為：N₂、NH₄⁺（或硝酸銨NH₄NO₃），
故答案為：N₂、NH₄⁺（或硝酸銨NH₄NO₃）；
（5）看圖中受硝酸濃度和金屬種類影響；HNO₃的濃度有兩種：0.1mol•L^-1、2.0mol•L^-1，看圖可知：HNO₃的濃度大于0.50mol•L^-1時，鐵不反應，故選HNO₃的濃度2.0mol•L^-1；兩只燒瓶中各放入5g顆粒大小大致相同的Mg粉，即為金屬相同，當然選不同濃度的硝酸來實驗，看圖得到實驗結論為硝酸濃度越稀，產生氫氣越多；金屬與HNO₃反應是放熱反應，溫度也會影響金屬與HNO₃反應產生H₂，故要降溫，選擇冷水浴中進行實驗．
故答案為：

	實驗步驟	實驗結論
金屬的種類	2	Fe粉
硝酸的濃度	0.1mol•L-1HNO3、2.0mol•L-1HNO3	越稀

冷水�。�

點評 本題考查離子方程式的書寫、看圖分析能力，題目難度中等，注意掌握離子方程式的書寫方法，試題培養(yǎng)了學生的看圖分析、理解能力．