题目内容

1.某无色溶液中可能含有H+、OH-、K+、NO3-,加入铝粉后,只产生H2.试回答:
(1)加入铝粉产生H2,说明铝具有还原性(填“氧化性”或“还原性”).
(2)甲同学分析:若H+大量存在,则NO3-就不能大量存在.设计实验证实如表:
装   置现   象
Ⅰ.实验初始,未见明显现象
Ⅱ.过一会儿,出现气泡,液面上方呈浅棕色
Ⅲ.试管变热,溶液沸腾
①盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是6H++Al2O3═2Al3++3H2O.
②根据现象Ⅱ,推测溶液中产生了NO,为进一步确认,进行如下实验:
实  验内  容现  象
实验1 将湿润KI-淀粉试纸置于空气中未变蓝
实验2用湿润KI-淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝
a.浅棕色气体是NO2
b.实验1的目的是对比实验,排除氧气使湿润的淀粉KI试纸变蓝的可能.
c.实验1、2说明反应生成了NO,写出该反应的离子方程式:Al+NO3?+4H+═Al3++NO↑+2H2O.
(3)再假设:若OH-大量存在,NO3-也可能不能大量存在.重新设计实验证实如表:
 装置现象

Ⅰ.实验初始,未见明显现象
Ⅱ.过一会儿,出现气泡,有刺激性气味
为确认“刺激性气味”气体,进行如下实验:用湿润KI-淀粉试纸检验,未变蓝;用湿润红色石蕊试纸检验,试纸变蓝. 则:
①刺激性气味的气体是NH3
②产生该气体的离子方程式是8Al+3NO3-+5OH-+2H2O═3NH3↑+8AlO2-
(4)在NaOH溶液中加入铝粉,结果只检验出有H2生成.实验结果证实:NO3?在酸、碱性环境中都有一定的氧化性,能氧化铝单质,产生含氮化合物.因此无色溶液一定能大量存在的是K+、OH-

分析 无色溶液中可能含有“H+、OH-、Na+、NO3-”,加入铝粉后,只产生H2,因硝酸具有强氧化性,则无色溶液应为NaOH溶液,
(1)加入铝粉产生H2,Al失去电子,H得到电子;
(2)①盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水;
②液面上方呈浅棕色,一定不是氢气,为氮的氧化物,由将湿润KI-淀粉试纸置于空气中未变蓝,说明KI在空气中不能被氧化,而用湿润KI-淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝,则KI被氧化,即二氧化氮与水反应生成硝酸,再氧化碘离子生成碘单质;Al与H+、NO3-发生氧化还原反应生成硝酸铝、NO和水;
(3)用湿润KI-淀粉试纸检验,未变蓝;用湿润红色石蕊试纸检验,试纸变蓝,则气体为氨气,碱性条件下Al与NO3-发生氧化还原反应生成氨气;
(4)根据实验结果可知,溶液中一定不存在硝酸根离子,再结合电荷守恒可知溶液中一定存在氢氧根离子,最后结合离子共存判断溶液中一定存在的阳离子.

解答 解:无色溶液中可能含有“H+、OH-、Na+、NO3-”,加入铝粉后,只产生H2,因硝酸具有强氧化性,则无色溶液应为NaOH溶液,
(1)加入铝粉产生H2,Al失去电子,H得到电子,则Al为还原剂,具有还原性,故答案为:还原性;
(2)①盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水,该离子反应为:6H++Al2O3═2Al3++3H2O,故答案为:6H++Al2O3═2Al3++3H2O;
②液面上方呈浅棕色,一定不是氢气,为氮的氧化物,由将湿润KI-淀粉试纸置于空气中未变蓝,说明KI在空气中不能被氧化,而用湿润KI-淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝,则KI被氧化,即二氧化氮与水反应生成硝酸,再氧化碘离子生成碘单质,
a.由上述分析可知,浅棕色气体是NO2,故答案为:NO2
b.实验1的目的是对比实验,排除氧气使湿润的淀粉KI试纸变蓝的可能,故答案为:对比实验,排除氧气使湿润的淀粉KI试纸变蓝的可能;
c.Al与H+、NO3-发生氧化还原反应生成硝酸铝、NO和水,反应的离子反应为:Al+NO3?+4H+═Al3++NO↑+2H2O,故答案为:Al+NO3?+4H+═Al3++NO↑+2H2O;
(3)①用湿润KI-淀粉试纸检验,未变蓝;用湿润红色石蕊试纸检验,试纸变蓝,则气体为NH3,故答案为:NH3
②由上述分析可知,碱性条件下Al与NO3-发生氧化还原反应生成氨气,离子反应为8Al+3NO3-+5OH-+2H2O═3NH3↑+8AlO2-
故答案为:8Al+3NO3-+5OH-+2H2O═3NH3↑+8AlO2-
(4)实验结果证实:NO3?在酸、碱性环境中都有一定的氧化性,能氧化铝单质,产生含氮化合物,则溶液中一定不存在NO3?;根据溶液电中性可知,溶液中一定存在阴离子OH-,则一定不存在大量的H+,故溶液中一定存在的离子为:K+、OH-
故答案为:K+、OH-

点评 本题考查物质中的组成及性质,为高频考点,题目难度中等,把握实验方案的设计及发生的氧化还原反应为解答的关键,注意设计思路与物质性质的关系,侧重实验学生分析能力、综合应用能力的考查,较好考查学生实验基本技能.

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