Question

3．硝酸与金属反应时，浓度不同生成的还原产物也可能不同．某兴趣小组进行了如下实验探究．

[查阅资料]
a．镁与硝酸反应生成各气体产物成分及含量随HNO₃浓度变化曲线如图甲所示；
b．NO₂沸点：21℃；NO沸点：-151℃；
c.2NO₂+2OH^-=NO₃^-+NO₂^-+H₂O，NO+NO₂+2OH^-=2NO₂+H₂O．
（1）请写出Mg放入10mol/L硝酸中反应的化学方程式：Mg+4HNO₃=Mg（NO₃）₂+2H₂O+2NO₂↑．
[实验探究]该小组拟选用如图ABCD所示装置探究镁与4mol/L硝酸反应的产物．
连接装置A-B-C-D-C，检查气密性，按图示加入试剂，D中通入的O₂微过量．
（2）a仪器的名称是分液漏斗．
（3）前一个C装置的装置是吸收未被冷却的二氧化氮，证明气体产物中有NO生成的实验现象是C中酚酞溶液不褪色，D装置中有红棕色气体出现．
（4）从后一个C装置中溢出的氮气和氢气，溶液中还可能有一种还原产物，这种还原产物可能是硝酸铵，请设计实验验证你的猜想取少量A中溶液于试管中，加入过量浓氢氧化钠溶液，用湿润的粉红色石蕊试纸放在试管口，微热试管如果红色石蕊试纸变蓝，则可证明铵根离子产生，产物中含硝酸铵．

Answer 1

分析 （1）根据图象可知，Mg放入10mol/L硝酸中产生二氧化氮，根据电子得失守恒和元素守恒书写化学方程式；
（2）根据装置图可知仪器a的名称为分液漏斗；
（3）前一个C装置是吸收未被冷却的二氧化氮，一氧化氮为无色气体，遇到空气中的氧气能被氧化成红棕色的二氧化氮；
（4）在D装置中一氧化氮被氧化成二氧化氮，二氧化氮被氢氧化钠吸收，氢气和氮气不能被吸收；
硝酸被还成氮的氧化物都为气体，如果不是气体根据化合升降规则可知，应为铵盐，可以用氢氧化钠溶液及红色石饭蕊试纸检验．

解答 解：（1）根据图象可知，Mg放入10mol/L硝酸中产生二氧化氮，反应的化学方程式为Mg+4HNO₃=Mg（NO₃）₂+2H₂O+2NO₂↑，
故答案为：Mg+4HNO₃=Mg（NO₃）₂+2H₂O+2NO₂↑；
（2）根据装置图可知仪器a的名称为分液漏斗，
故答案为：分液漏斗；
（3）前一个C装置是吸收未被冷却的二氧化氮，防止其对后面一氧化氮的检验产生影响，一氧化氮为无色气体，遇到空气中的氧气能被氧化成红棕色的二氧化氮，所以看到C中酚酞溶液不褪色，D装置中有红棕色气体出现，则证明体产物中有NO生成，
故答案为：吸收未被冷却的二氧化氮；C中酚酞溶液不褪色，D装置中有红棕色气体出现；
（4）在D装置中一氧化氮被氧化成二氧化氮，二氧化氮被氢氧化钠吸收，氢气和氮气不能被吸收，所以从后一个C装置中逸出的气体主要是氮气和氢气，硝酸被还成氮的氧化物都为气体，如果不是气体根据化合升降规则可知，应为铵盐，生成的为硝酸铵，可以在所得溶液中加入浓氢氧化钠溶液并微热，用湿润的红色石蕊试纸检验，如果红色石蕊试纸变蓝，则可证明的铵根离子产生，产物中含有硝酸铵，
故答案为：氮气和氢气；硝酸铵；取少量A中溶液于试管中，加入过量浓氢氧化钠溶液，用湿润的粉红色石蕊试纸放在试管口，微热试管如果红色石蕊试纸变蓝，则可证明铵根离子产生，产物中含硝酸铵．

点评 本题考查反应产物的测定、对实验原理与装置的理解、实验方案设计等，难度中等，理解实验原理是解题的关键，是对知识的综合考查，需要学生具有知识的基础与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．