Question

【题目】硝酸是氧化性酸，其本质是NO3﹣有氧化性，某课外实验小组进行了下列有关NO3﹣氧化性的探究（实验均在通风橱中完成）．

实验装置	编号	溶液X	实验现象
	实验Ⅰ	6molL﹣1稀硝酸	电流计指针向右偏转，铜片表面产生无色气体，在液面上方变为红棕色．
	实验Ⅱ	15molL﹣1浓硝酸	电流计指针先向右偏转，很快又偏向左边，铝片和铜片表面产生红棕色气体，溶液变为绿色．

（1）实验Ⅰ中，铝片作（填“正”或“负”）极．液面上方产生红棕色气体的化学方程式是 ．
（2）实验Ⅱ中电流计指针先偏向右边后偏向左边的原因是 ．
查阅资料：活泼金属与1molL﹣1稀硝酸反应有H2和NH4+生成，NH4+生成的原理是产生H2的过程中NO3﹣被还原．
（3）用如图装置进行实验Ⅲ：溶液X为1molL﹣1稀硝酸溶液，观察到电流计指针向右偏转．
①反应后的溶液中含NH4+ ． 实验室检验NH4+的方法是 ．
②生成NH4+的电极反应式是 ．
（4）进一步探究碱性条件下NO3﹣的氧化性，进行实验Ⅳ：

①观察到A中有NH3生成，B中无明显现象．A、B产生不同现象的解释是 ．
②A中生成NH3的离子方程式是 ．
（5）将铝粉加入到NaNO3溶液中无明显现象，结合实验Ⅲ和Ⅳ说明理由 ．

Answer 1

【答案】
（1）负；2NO+O2=2NO2
（2）Al开始作电池的负极，Al在浓硝酸中迅速生成致密氧化膜后，Cu作负极
（3）取少量待检溶液于试管中，加入浓NaOH溶液，加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含NH4+；NO3﹣+8e﹣+10H+=NH4++3H2O
（4）Al与NaOH溶液反应产生H2的过程中可将NO3﹣还原为NH3 ， 而Mg不能与NaOH；8Al+3NO3﹣+5OH﹣+2H2O=3NH3↑+8AlO2﹣
（5）因为铝与中性的硝酸钠溶液无生成H2的过程，NO3﹣无法被还原
【解析】解：（1.）根据实验现象可知，实验1电流计指针向右偏转，铜片表面产生无色气体，在液面上方变为红棕色，说明在原电池中铝作负极，发生氧化反应，铜做正极，硝酸被还原成一氧化氮，在空气中被氧化成二氧化氮，反应方程式为2NO+O2=2NO2 ， 所以答案是：负；2NO+O2=2NO2；
（2.）实验2中电流计指针先向右偏转，很快又偏向左边，铝片和铜片表面产生红棕色气体，溶液变为绿色，说明开始铝是负极，同实验1，铜表面有二氧化氮产生，很快铝被浓硝酸钝化，铜做负极，发生氧化反应，生成硝酸铜，溶液呈绿色，硝被还原成二氧化氮，在铝电极产生，所以答案是：Al开始作电池的负极，Al在浓硝酸中迅速生成致密氧化膜后，Cu作负极；
（3.）溶液X为1molL﹣1稀硝酸溶液，反应后的溶液中含NH4+ ， 说明硝酸被还原成了铵根离子，原电池中铝做负极，铜做正极，硝酸在正极还原成铵根离子，①实验室检验NH4+的方法是 取少量待检溶液于试管中，加入浓NaOH溶液，加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含NH4+ ， 所以答案是：取少量待检溶液于试管中，加入浓NaOH溶液，加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含NH4+；②生成NH4+的电极反应式是NO3﹣+8e﹣+10 H+=NH4++3H2O，所以答案是：NO3﹣+8e﹣+10 H+=NH4++3H2O；
（4.）①碱性条件下铝能与碱反应生成氢气，氢气有还原性，可以将硝酸根还原生成氨气，根据电荷守恒和元素守恒可写出离子方程式，而镁与碱没有反应，所以答案是：Al与NaOH溶液反应产生H2的过程中可将NO3﹣还原为NH3 ， 而Mg不能与NaOH；②碱性条件下铝将硝酸根还原生成氨气，反应的离子方程式为8Al+3NO3﹣+5OH﹣+2H2O=3NH3↑+8AlO2﹣ ， 所以答案是：8Al+3NO3﹣+5OH﹣+2H2O=3NH3↑+8AlO2﹣；
（5.）铝粉在中性溶液中不产生氢气，也就不与硝酸钠反应，所以无明显 现象，所以答案是：因为铝与中性的硝酸钠溶液无生成H2的过程，NO3﹣无法被还原．