Question

17．HN0₃和 HN0₂是氮的兩種重要含氧酸．HN0₂能被常見(jiàn)的氧化劑（如高錳酸鉀、重鉻酸鉀等）氧化；在酸性條件下也能被亞鐵離子、碘離子還原；亞硝酸銀（ AgN0₂ ）是一種難溶于水、易溶于酸的化合物．回答下列問(wèn)題：
（1）中學(xué)常見(jiàn)的同種非金屬元素形成的酸有 HCl0₄和 HCl0、H₂S0₄和H₂S0₃等，由此推知：HN0₂是弱酸（填“強(qiáng)酸”或“弱酸”）．
（2）亞硝酸鈉是工業(yè)鹽的主要成分，用于建筑業(yè)降低水的凝固點(diǎn)． 檢驗(yàn)硝酸鈉中是否混有
亞硝酸鈉的方法是，將樣品溶解，然后滴入酸性高錳酸鉀溶液，觀察到高錳酸鉀溶液的紫色褪去，該反應(yīng)的離子方程式為2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+5NO₃^-+3H₂O．工業(yè)鹽和食鹽外形相似，易混淆發(fā)生中毒事故．下列鑒別方法正確的是ABD（填標(biāo)號(hào)）．
A．用硝酸銀和硝酸溶液區(qū)別．
B．測(cè)定這兩種溶液的 pH
C．分別在兩種溶液中滴加甲基橙
D．分別滴加醋酸和 KI淀粉溶液
（ 3 ）往氯水中滴入亞硝酸鈉溶液，發(fā)現(xiàn)氯水褪色，該反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+NO₂^-+H₂O=2H⁺+2Cl^-+NO₃^-．
（4 ）濃硝酸具有強(qiáng)氧化性．
①某同學(xué)設(shè)計(jì)出如圖實(shí)驗(yàn)裝置，以此說(shuō)明在濃硝酸存在下鐵會(huì)因發(fā)生電化腐蝕而溶解． 該設(shè)計(jì)是否合理？不合理（“合理”或“不合理”），原因是濃硝酸能使鐵鈍化，銅作負(fù)極，鐵作正極，銅被腐蝕．
②濃硝酸除了能氧化金屬，還能氧化非金屬，如加熱條件下濃硝酸能氧化碳單質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，該反應(yīng)每生成1 mol氧化產(chǎn)物，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4mol．

Answer 1

分析 （1）元素高價(jià)氧化物的水化物（含氧酸）酸性強(qiáng)，低價(jià)態(tài)氧化物的水化物（含氧酸）酸性較弱，高氯酸（HClO₄）的酸性比HCl0強(qiáng)，據(jù)此類推氮的含氧酸酸性強(qiáng)弱；
（2）亞硝酸鈉溶液中滴入酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，該反應(yīng)中錳元素化合價(jià)由+7價(jià)變?yōu)?2價(jià)，N元素化合價(jià)由+3價(jià)變?yōu)?5價(jià)，結(jié)合元素守恒、得失電子守恒書(shū)寫(xiě)離子反應(yīng)方程式；亞硝酸鈉和食鹽均為白色固體，但在酸性條件下，亞硝酸鈉具有氧化性，亞硝酸鈉為強(qiáng)堿弱酸鹽，亞硝酸銀不溶于水，據(jù)此分析解答；
（3）氯氣具有氧化性，亞硝酸根離子具有還原性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸根離子和氯離子，據(jù)此書(shū)寫(xiě)離子反應(yīng)方程式；
（4）①常溫下，鐵、鋁和濃硝酸、濃硫酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象；
②碳單質(zhì)和濃硝酸加熱反應(yīng)生成二氧化氮、二氧化碳和水，元素化合價(jià)升高后的產(chǎn)物為氧化產(chǎn)物，結(jié)合電子守恒分析解答．

解答 解：（1）HCl0₄（氯元素化合價(jià)為+7價(jià)）為強(qiáng)酸，HCl0（氯元素化合價(jià)為+1價(jià)）為弱酸，H₂S0₄（硫元素化合價(jià)為+6價(jià)）為強(qiáng)酸，H₂S0₃（硫元素化合價(jià)為+4價(jià)）為弱酸，由此推知：HN0₃（氮元素化合價(jià)為+5價(jià)）為強(qiáng)酸，HN0₂（氮元素化合價(jià)為+3價(jià)）為弱酸，
故答案為：弱；
（2）該反應(yīng)中Mn元素化合價(jià)由+7價(jià)變?yōu)?2價(jià)，所以MnO₄^-是氧化劑，NO₂^-作還原劑，亞硝酸根離子中N元素應(yīng)該失電子化合價(jià)升高，酸性條件下，被氧化成硝酸根離子，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等、原子守恒配平方程式為：2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+5NO₃^-+3H₂O，
A．用硝酸銀和硝酸溶液區(qū)別，加入AgNO₃溶液，均生成白色沉淀，但亞硝酸銀能溶于硝酸，AgCl不溶，現(xiàn)象不同，可區(qū)別，故A選；
B．測(cè)定相同物質(zhì)的量濃度溶液的pH，中性的為NaCl，堿性的為亞硝酸鈉，可區(qū)別，故B選；
C．甲基橙的變色范圍為3.1～4.4，食鹽水的PH為7，亞硝酸鈉為強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液呈堿性，兩者PH都不在甲基橙的變色范圍，所以現(xiàn)象相同，不可區(qū)別，故C不選；
D．在酸性條件下加入KI淀粉溶液，能與亞硝酸鈉反應(yīng)生成碘，溶液變藍(lán)，而NaCl不反應(yīng)，能鑒別，故D選；
故答案為：2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+5NO₃^-+3H₂O；ABD；
（3）往氯水中滴入亞硝酸鈉溶液，發(fā)現(xiàn)氯水褪色，說(shuō)明氯氣參加反應(yīng)，氯氣具有氧化性，亞硝酸根離子具有還原性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)Cl₂+NO₂^-+H₂O=2H⁺+2Cl^-+NO₃^-，
故答案為：Cl₂+NO₂^-+H₂O=2H⁺+2Cl^-+NO₃^-；
（4）①常溫下，鐵、鋁和濃硝酸、濃硫酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象，使鐵表面生成一層致密的氧化物薄膜而阻止進(jìn)一步反應(yīng)，所以可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕，所以該原電池，銅失去電子作負(fù)極被腐蝕，故該同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)不合理，
故答案為：不合理；濃硝酸能使鐵鈍化，銅作負(fù)極，鐵作正極，銅被腐蝕；
②碳單質(zhì)和濃硝酸加熱反應(yīng)生成二氧化氮、二氧化碳和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，該反應(yīng)中C元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?4價(jià)、N元素化合價(jià)由+5價(jià)變?yōu)?4價(jià)，所以碳作還原劑、硝酸作氧化劑，轉(zhuǎn)移電子數(shù)是4，CO₂為氧化產(chǎn)物，所以每生成1mol氧化產(chǎn)物，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4mol，
故答案為：C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；4mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了含氮化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，側(cè)重氧化還原反應(yīng)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的考查，難點(diǎn)是氧化還原性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)，理清反應(yīng)原理與實(shí)驗(yàn)?zāi)康拈g的關(guān)系是解答關(guān)鍵，題目難度中等．