Question

13．金属M在酸性或碱性溶液中均可与HNO₃发生氧化还原反应，转化关系如图（部分生成物未列出）：
已知：C、D、E、G均为气体，且G为单质；将D通入A溶液产生白色沉淀；将F逐滴加入B溶液至过量，先产生白色沉淀，随后沉淀消失．
请回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式：MAl、FHNO₃、GN₂．
（2）A溶液与B溶液混合也能产生白色沉淀，写出该反应的离子方程式Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓．
（3）除去气体C中的气体E的化学方法是将气体通入水中，再用排水法收集．
（4）将10mL充满气体E和O₂混合气的试管倒扣在水槽中，反应后试管中残留1mL无色气体，则试管中气体E的体积是8.6或7.2mL
（5）D→C反应的化学方程式是4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O．
（6）M与NO₃^-在碱性条件下反应的离子方程式为8Al+3NO₃^-+5OH^-+2H₂O=8Al+3NH₃↑．

Answer 1

分析 C、D、E、G均为气体，且G为单质，根据各物质转化关系，D能催化氧化得C，C氧化得E，D与E催化作用下生成G，则可推知D为NH₃，C为NO，E为NO₂，G为N₂，E与水反应生成F为HNO₃，将F逐滴加入B溶液至过量，先产生白色沉淀，随后沉淀消失，则说明B中含有偏铝酸根，将D通入A溶液产生白色沉淀，说明A中含有铝离子，结合图中转化关系可知，M为Al，A为Al（NO₃）₃，B为含AlO₂^-的溶液，据此答题．

解答 解：C、D、E、G均为气体，且G为单质，根据各物质转化关系，D能催化氧化得C，C氧化得E，D与E催化作用下生成G，则可推知D为NH₃，C为NO，E为NO₂，G为N₂，E与水反应生成F为HNO₃，将F逐滴加入B溶液至过量，先产生白色沉淀，随后沉淀消失，则说明B中含有偏铝酸根，将D通入A溶液产生白色沉淀，说明A中含有铝离子，结合图中转化关系可知，M为Al，A为Al（NO₃）₃，B为含AlO₂^-的溶液，
（1）根据上面的分析可知，M为Al，F为HNO₃，G为N₂，
故答案为：Al；HNO₃；N₂；
（2）A溶液与B溶液混合也能产生白色沉淀为氢氧化铝，反应的离子方程式为Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
故答案为：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓；
（3）由于二氧化氮与水反应能生成一氧化氮，所以除去气体NO中的气体NO₂的化学方法是将气体通入水中，再用排水法收集，
故答案为：将气体通入水中，再用排水法收集；
（4）将10mL充满气体NO₂和O₂混合气的试管倒扣在水槽中，反应后试管中残留1mL无色气体可能为氧气，也可能为NO，当残留的为氧气时，则根据反应4NO₂+O₂+H₂O=4HNO₃，可知，参加反应的体积为$\frac{4}{5}×9$mL=7.2mL，当残留的为NO时，原反应剩余二氧化氮为3mL，则根据反应4NO₂+O₂+H₂O=4HNO₃，可知参加反应的二氧化氮为$\frac{4}{5}×7$mL=5.6mL，则试管中NO₂的总体积是5.6mL+3mL=8.6mL，
故答案为：8.6或7.2；
（5）D→C反应的化学方程式是4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$ 4NO+6H₂O，
故答案为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$ 4NO+6H₂O；
（6）Al与NO₃^-在碱性条件下反应的离子方程式为8Al+3NO₃^-+5OH^-+2H₂O=8Al+3NH₃↑，
故答案为：8Al+3NO₃^-+5OH^-+2H₂O=8Al+3NH₃↑．

点评 本题是一道物质物质的综合推断题，考查学生分析和解决问题的能力，综合性较强，难度较大．