题目内容

【题目】研究金属与硝酸的反应,实验如下。

实验 (20C)

现象

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

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

中产生的无色气体是______

⑵研究中的氧化剂

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

过量铁粉、2 mL 0.5molL-1HNO340C

3.4m L气体(经检测为H2),溶液略带黄色

过量铁粉、2 mL 0.5molL-1HNO360C

2.6m L气体(经检测为H2),黄色溶液

过量铁粉、2 mL 3molL-1HNO320C

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,温度不同时收集到氢气的体积不同,原因是______

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______

【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】

中无色气体NO遇空气生成红棕色的二氧化氮气体。

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

NO3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。

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依据硝酸浓度相同,铜的还原性弱于铁,但中溶液变蓝,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。

NO3被还原为NH4+的反应为:NO3 + 8e + 10H+= NH4+ + 3H2O,故答案为:810H+3

⑶④根据现象可得,生成氢气,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。

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。

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