题目内容

【题目】(2016眉山)硝酸是一种常见的酸,它与稀盐酸、稀硫酸化学性质是否完全相同呢?某化学小组对此很感兴趣,向老师提出探究硝酸的化学性质,老师高兴答应并带领同学们进行了硝酸某些化学性质的实验探究。

(猜想与假设)

(1)将石蕊溶液滴入稀硝酸中,预计石蕊溶液由紫色变____色。

(2)将Zn片投入稀硝酸中,预计将产生氢气,其化学式为_____。

(实验验证)

同学们按上述设计做了实验,却发现石蕊变色后一会儿即褪去,Zn片投入稀HNO3后,溶液中冒出气泡,产生无色气体A,在试管口气体A变成红棕色有刺激性气味的气体B。

(提出问题)

(1)石蕊溶液变色后为何会褪色?

(2)上述产生的无色气体是什么?

(查阅资料)

看到如此异常的现象,在老师的指导下,同学们上网查到了下列资料:

(1)硝酸可与Zn、Cu等多种金属反应生成相应的硝酸盐,但不生成氢气。

(2)硝酸具有强氧化性,能使有色物质褪色。

(3)氮元素某些气态物质的某些性质如下表:

N2

NH3

NO

NO2

颜色

无色

无色

无色

红棕色

溶解性

难溶于水

极易溶于水

难溶于水

可溶于水或硝酸

(交流与讨论)

(1)甲同学认为石蕊变色后又褪色的原因是_________。

(2)大家一致认同了红棕色气体B是NO2,但对于无色气体A及变化的原因有不同的看法:

①乙同学认为A是N2,遭到大家的一致反对,原因是_______。

②丙同学认为A是NH3,也遭到大家的一致反对,原因是__________。

(3)经讨论,最终大家获得了A是NO的共识。

(延伸与拓展)

丁同学对硝酸能与Cu反应很感兴趣,便取了一小块铜片投入稀HNO3中,发现Cu溶解,也出现上述Zn与稀HNO3反应的类似现象。请完成Cu与稀HNO3反应的化学方程式3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+___+_____H2O。

【答案】红 H2 硝酸具有强氧化性,使变色后的石蕊溶液褪色 N2的化学性质比较稳定,常温下不能被氧化成NO2 NH3极易溶于水,大多数气体会溶解在稀硝酸中,且常温下NH3不易被氧化成NO2 2NO↑ 4

【解析】

【猜想与假设】(1)稀盐酸、稀硫酸都能使紫色石蕊溶液变红,预计稀硝酸也可以使紫色石蕊溶液变红。(2)氢气的化学式为H2。【交流与讨论】(1)由【查阅资料】中(2)可知硝酸具有强氧化性,能使有色物质褪色,石蕊溶液变红后,硝酸使石蕊溶液又褪色。(2)红棕色气体是由无色气体A在试管口变成的,说明是无色气体与空气中的某种物质发生了反应,N2的化学性质比较稳定,常温下不与空气中的成分反应;NH3极易溶于水,如果是NH3,则大多会溶解在稀硝酸中,而且常温下NH3也不与空气中的成分反应。(3)【延伸与拓展】由题干可知,铜与稀硝酸反应的生成物有一氧化氮、硝酸铜和水,则反应的化学方程式为3Cu+8HNO3=== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。

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