题目内容
【题目】硝酸是氧化性酸,其本质是NO
有氧化性,某课外实验小组进行了下列有关NO
氧化性的探究(实验均在通风橱中完成)。
实验装置 | 编号 | 溶液X | 实验现象 |
| 实验Ⅰ | 6mol·L-1稀硝酸 | 电流计指针向右偏转,铜片表面产生无色气体,在液面上方变为红棕色。 |
实验Ⅱ | 15mol·L-1浓硝酸 | 电流计指针先向右偏转,很快又偏向左边,铝片和铜片表面产生红棕色气体,溶液变为绿色。 |
⑴写出铜与稀硝酸反应的离子方程式_____。
⑵实验Ⅰ中,铝片作_____(填“正”或“负”)极。液面上方产生红棕色气体的化学方程式是_____。
⑶实验Ⅱ中电流计指针先偏向右边后偏向左边的原因是______。
查阅资料:活泼金属与1mol·L-1稀硝酸反应有H2和NH
生成,NH
生成的原理是产生H2的过程中NO
被还原。
⑷用如图装置进行实验Ⅲ:溶液X为1mol·L-1稀硝酸溶液,观察到电流计指针向右偏转。反应后的溶液中含NH
。生成NH
的电极发生的反应是_____(填“氧化反应”或“还原反应”)。
⑸进一步探究碱性条件下NO
的氧化性,进行实验Ⅳ(如图):
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①观察到A中有NH3生成,B中无明显现象。A、B产生不同现象的原因是_____。
②A中生成NH3的离子方程式是______。
⑹将铝粉加入到NaNO3溶液中无明显现象,结合实验Ⅲ和Ⅳ说明理由______。
【答案】3Cu +2
+8H+= 3Cu2++2NO↑ +4H2O 负 2NO+O2 = 2NO2 开始时右边为正极,左边为负极,后来Al在浓硝酸中发生钝化,因此Al为正极,铜为负极,因此电流表指针向左边偏转 还原反应 铝与NaOH溶液反应产生氢气的过程中可将
还原为NH3,而镁不与NaOH溶液反应 8Al + 5OH- +2H2O+ 3
= 3NH3↑+8
铝在中性的硝酸钠溶液中没有氢气生成,
不能被还原,因此无明显现象
【解析】
硝酸是氧化性酸,其本质是
有氧化性,稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO和水,因此实验Ⅰ左边为正极,右边为负极,Al与浓硝酸发生钝化,因此实验Ⅱ中铜为负极,Al为正极,根据资料1 molL1稀硝酸反应,化合价降低到-3价变为
,通过对比实验分析得到Al在NaOH溶液、NaNO3溶液反应主要是Al与NaOH溶液反应生成氢气,在生成H2的过程中
被还原,最终变为氨气,镁不与NaOH溶液反应。
⑴铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,其离子方程式3Cu +2
+8H+= 3Cu2++2NO↑ +4H2O;故答案为:3Cu +2
+8H+= 3Cu2++2NO↑ +4H2O。
⑵实验Ⅰ中,铜片表面产生无色气体,液面上方变为红棕色,说明硝酸根得到电子,铜为正极,铝片作负极。液面上方产生红棕色气体是一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,其化学方程式是2NO+O2 = 2NO2;故答案为:负;2NO+O2 = 2NO2。
⑶实验Ⅱ中电流计指针先偏向右边后偏向左边的原因是开始时右边为正极,左边为负极,后来Al在浓硝酸中发生钝化,因此Al为正极,铜为负极,因此电流表指针向左边偏转;故答案为:开始时右边为正极,左边为负极,后来Al在浓硝酸中发生钝化,因此Al为正极,铜为负极,因此电流表指针向左边偏转。
⑷用如图装置进行实验Ⅲ:溶液X为1 molL1稀硝酸溶液,观察到电流计指针向右偏转,反应后的溶液中含NH
;
化合价降低得到电子生成
,因此生成
的电极发生的反应是还原反应;故答案为:还原反应。
⑸①观察到A中有NH3生成,B中无明显现象。根据资料
生成的原理是产生H2的过程中
被还原,铝与NaOH溶液反应产生氢气的过程中可将
还原为NH3,而镁不与NaOH溶液反应;故答案为:铝与NaOH溶液反应产生氢气的过程中可将
还原为NH3,而镁不与NaOH溶液反应。
②A中生成NH3的离子方程式是8Al +5OH-+2H2O+ 3
= 3NH3↑+8
;故答案为:8Al + 5OH- +2H2O+ 3
= 3NH3↑+8
。
⑹将铝粉加入到NaNO3溶液中无明显现象,结合实验Ⅲ和Ⅳ说明铝在中性的硝酸钠溶液中没有氢气生成,
不能被还原,因此无明显现象;故答案为:铝在中性的硝酸钠溶液中没有氢气生成,
不能被还原,因此无明显现象。