Question

【題目】硝酸是氧化性酸，其本質(zhì)是NO3－有氧化性，某課外實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了下列有關(guān)NO3－氧化性的探究（實(shí)驗(yàn)均在通風(fēng)櫥中完成）。

實(shí)驗(yàn)裝置	編號(hào)	溶液X	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
	實(shí)驗(yàn)Ⅰ	6 mol·L-1稀硝酸	電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，銅片表面產(chǎn)生無色氣體，在液面上方變?yōu)榧t棕色。
	實(shí)驗(yàn)Ⅱ	15 mol·L-1濃硝酸	電流計(jì)指針先向右偏轉(zhuǎn)，很快又偏向左邊，鋁片和銅片表面產(chǎn)生紅棕色氣體，溶液變?yōu)榫G色。

（1）實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，鋁片作_____（填“正”或“負(fù)”）極。液面上方產(chǎn)生紅棕色氣體的化學(xué)方程式是_________。

（2）實(shí)驗(yàn)Ⅱ中電流計(jì)指針先偏向右邊后偏向左邊的原因是____________________。

查閱資料：活潑金屬與1 mol·L-1稀硝酸反應(yīng)有H2和NH4+生成，NH4+生成的原理是產(chǎn)生H2的過程中NO3－被還原。

（3）用上圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅲ：溶液X為1 mol·L-1稀硝酸溶液，觀察到電流計(jì)指針向 右偏轉(zhuǎn)。

①反應(yīng)后的溶液中含NH4+。實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)NH4+的方法是______________________________。

②生成NH4+的電極反應(yīng)式是_____________________________________________。

（4）進(jìn)一步探究堿性條件下NO3－的氧化性，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅳ：

①觀察到A中有NH3生成，B中無明顯現(xiàn)象。A、B產(chǎn)生不同現(xiàn)象的解釋是_______________。

②A中生成NH3的離子方程式是_______________________________。

（5）將鋁粉加入到NaNO3溶液中無明顯現(xiàn)象，結(jié)合實(shí)驗(yàn)Ⅲ和Ⅳ說明理由_________________。

Answer 1

【答案】負(fù)2NO+O2=2NO2Al開始作電池的負(fù)極，Al在濃硝酸中迅速生成致密氧化膜后，Cu作負(fù)極取少量待檢溶液于試管中，加入濃NaOH溶液，加熱，若產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則溶液中含NH4+NO3-＋8e-＋10H+＝NH4+＋3H2OAl與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2的過程中可將NO3-還原為NH3，而Mg不能與NaOH溶液反應(yīng)8Al＋3NO3-＋5OH-＋2H2O＝3NH3↑＋8AlO2-因?yàn)殇X與中性的硝酸鈉溶液無生成H2的過程，NO3－無法被還原

【解析】

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，實(shí)驗(yàn)1電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，銅片表面產(chǎn)生無色氣體，在液面上方變?yōu)榧t棕色，說明在原電池中鋁作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，銅做正極，硝酸根離子被還原成一氧化氮，在空氣中被氧化成二氧化氮；（2）實(shí)驗(yàn)2中電流計(jì)指針先向右偏轉(zhuǎn)，很快又偏向左邊，鋁片和銅片表面產(chǎn)生紅棕色氣體，溶液變?yōu)榫G色，說明開始鋁是負(fù)極，同實(shí)驗(yàn)1，銅表面有二氧化氮產(chǎn)生，很快鋁被濃硝酸鈍化，銅做負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成硝酸銅，溶液呈綠色，硝酸根離子在鋁電極被還原成二氧化氮，據(jù)此答題；（3）溶液X為1molL-1稀硝酸溶液，反應(yīng)后的溶液中含NH4+，說明硝酸根離子被還原成了銨根離子，原電池中鋁做負(fù)極，銅做正極，硝酸根離子在正極還原成銨根離子；（4）Al與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2的過程中可將NO3-還原為NH3，根據(jù)電荷守恒和元素守恒可寫出離子方程式，而鎂與堿沒有反應(yīng)；
（5）鋁粉在中性溶液中不產(chǎn)生氫氣，也就不與硝酸鈉反應(yīng)，據(jù)此分析。

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，實(shí)驗(yàn)1電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，銅片表面產(chǎn)生無色氣體，在液面上方變?yōu)榧t棕色，說明在原電池中鋁作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，銅做正極，硝酸根離子被還原成一氧化氮，在空氣中被氧化成二氧化氮，反應(yīng)方程式為2NO+O2=2NO2；（2）實(shí)驗(yàn)2中電流計(jì)指針先向右偏轉(zhuǎn)，很快又偏向左邊，鋁片和銅片表面產(chǎn)生紅棕色氣體，溶液變?yōu)榫G色，說明開始鋁是負(fù)極，同實(shí)驗(yàn)1，銅表面有二氧化氮產(chǎn)生，很快鋁被濃硝酸鈍化，銅做負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成硝酸銅，溶液呈綠色，硝酸根離子在鋁電極被還原成二氧化氮；（3）溶液X為1molL-1稀硝酸溶液，反應(yīng)后的溶液中含NH4+，說明硝酸根離子被還原成了銨根離子，原電池中鋁做負(fù)極，銅做正極，硝酸根離子在正極還原成銨根離子，①實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)NH4+的方法是 取少量待檢溶液于試管中，加入濃NaOH溶液，加熱，若產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則溶液中含NH4+；②生成NH4+的電極反應(yīng)式是NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O；（4）①Al與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2的過程中可將NO3-還原為NH3；根據(jù)電荷守恒和元素守恒可寫出離子方程式，而鎂與堿沒有反應(yīng)；②堿性條件下鋁將硝酸根還原生成氨氣，反應(yīng)的離子方程式為8Al+3NO3-+5OH-+2H2O=3NH3↑+8AlO2-；（5）鋁與中性的硝酸鈉溶液無生成H2的過程，也就不與硝酸鈉反應(yīng)，所以無明顯現(xiàn)象。