Question

【题目】研究金属与硝酸的反应，实验如下。

实验 (20C)	现象
Ⅰ过量铜粉、2 mL 0.5molL-1HNO3	无色气体(遇空气变红棕色)，溶液变为蓝色
Ⅱ过量铁粉、2 mL 0.5molL-1HNO3	6mL无色气体(经检测为H2)，溶液几乎无色

⑴Ⅰ中产生的无色气体是______。

⑵研究Ⅱ中的氧化剂

①甲同学认为该浓度的硝酸中H+的氧化性大于NO3－，所以NO3－没有发生反应。乙同学依据Ⅰ和Ⅱ证明了甲的说法不正确，其实验证据是______。

乙同学通过分析，推测出NO3－也能被还原，依据是______，进而他通过实验证实该溶液中含有NH4+，其实验操作是______。

补全Ⅱ中NO3－被还原为的过程：NO3－ + ______e－ + ______= NH4+ + ______H2O

⑶研究影响产生H2的因素

实验	现象
Ⅲ过量铁粉、2 mL 0.5molL-1HNO3、40C	3.4m L气体(经检测为H2），溶液略带黄色
Ⅳ过量铁粉、2 mL 0.5molL-1HNO3、60C	2.6m L气体(经检测为H2），黄色溶液
Ⅴ过量铁粉、2 mL 3molL-1HNO3、20C	无色气体(遇空气变红棕色)，深棕色溶液

资料：Fe[(NO)]2+在溶液中呈棕色。

④对比Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，温度不同时收集到氢气的体积不同，原因是______。

⑤Ⅴ中无色气体是混合气体，则一定含有遇空气变红棕色的气体和______。

⑷根据实验，金属与硝酸反应时，影响硝酸的还原产物不同的因素有______。

Answer 1

【答案】NO 硝酸浓度相同，铜的还原性弱于铁，但Ⅰ中溶液变蓝，同时没有氢气放出 NO3－中氮元素的化合价为最高价，具有氧化性 取Ⅱ中反应后的溶液，加入足量NaOH溶液并加热，产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 8 10H+ 3 相同条件下，温度升高时，化学反应速率增大，但NO3－的还原速率增大的更多 H2 金属的种类、硝酸的浓度、温度

【解析】

⑴Ⅰ中无色气体NO遇空气生成红棕色的二氧化氮气体。

⑵①依据Ⅰ和Ⅱ硝酸浓度相同，铜的还原性弱于铁，但Ⅰ中生成NO，因此可得NO3－没有发生反应不正确。

②NO3－中氮元素的化合价为最高价，具有氧化性，证明NH4+的方法是去一定量溶液加入足量NaOH溶液并加热，产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。

③根据化合价降低得到电子配平得到。

⑶④根据现象和温度升高时，化学反应速率增大。

⑤根据元素分析和前面的信息得到答案。

⑷根据实验和几个反应现象得出答案。

⑴Ⅰ中产生的无色气体遇空气变为红棕色，则为NO遇空气生成红棕色的二氧化氮气体；

故答案为：NO。

⑵①依据Ⅰ和Ⅱ硝酸浓度相同，铜的还原性弱于铁，但Ⅰ中溶液变蓝，同时没有氢气放出，故认为该浓度的硝酸中H+的氧化性大于NO3－，所以NO3－没有发生反应不正确，故答案为：硝酸浓度相同，铜的还原性弱于铁，但Ⅰ中溶液变蓝，同时没有氢气放出。

②元素的最高级具有氧化性，故NO3－中氮元素的化合价为最高价，具有氧化性，推测出NO3－也能被还原；证实该溶液中含有NH4+的方法为：取Ⅱ中反应后的溶液，加入足量NaOH溶液并加热，产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,故答案为：NO3－中氮元素的化合价为最高价，具有氧化性；取Ⅱ中反应后的溶液，加入足量NaOH溶液并加热，产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。

③NO3－被还原为NH4+的反应为：NO3－ + 8e－ + 10H+= NH4+ + 3H2O，故答案为：8；10H+；3。

⑶④根据现象可得，Ⅱ、Ⅲ生成氢气，Ⅳ生成有NO，因为相同条件下，温度升高时，化学反应速率增大，但NO3－的还原速率增大的更多，故答案为：相同条件下，温度升高时，化学反应速率增大，但NO3－的还原速率增大的更多。

⑤Ⅴ中无色气体是混合气体，根据元素分析，则一定含有遇空气变红棕色的NO气体和H2，故答案为：H2。

⑷根据实验，金属与硝酸反应时，影响硝酸的还原产物不同的因素有金属的种类、硝酸的浓度、温度，故答案为：金属的种类、硝酸的浓度、温度。