题目内容
某同学为研究硝酸与镁的反应,进行图示实验,实验现象及相关数据如下:(a)A中为一定浓度的硝酸与Mg片发生反应,生成的气体通过B后,在B中只生成一种盐,剩余气体遇空气不变色,其体积为原体积的一半。(b)从C进入D中的气体有两种,且体积比为1∶1。(c)将D加热一段时间后,E中干燥的红色石蕊试纸逐渐变蓝。(设实验前,装置中的空气已排尽;气体的体积均在同温同压下测定)
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已知2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O,NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O,且水蒸气的体积忽略不计,实验中的液体药品均过量。请回答:
(1)硝酸与Mg片反应生成的气体成分是________________________________ ____________________________________________(用化学式表示)。
(2)硝酸在装置A的反应中所表现的性质有_________________________ ____________________________________________________。
(3)写出D中发生反应的化学方程式:______________________________ ____________________________________________________________。
(4)若向反应后的A中加入足量的NaOH固体,使产生的气体全部逸出,其体积为硝酸与Mg片反应生成的气体体积的
(同温同压),写出符合上述实验事实的硝酸与Mg片反应的离子方程式_______________________________ ___________________________________________________________。
解析 NO2与NaOH溶液反应的化学方程式为2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O,NO与NaOH溶液不反应,但有NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O,结合(a)说明产物中有NO和NO2两种气体且两者的体积之比为1∶1。结合(a)(b)知Mg和HNO3反应的产物中有4种气体,且物质的量相等。结合(c)可知进入E中的气体是NH3和水蒸气,反推知从C进入D中的气体由N2和H2组成。通过(4)说明HNO3的还原产物中还存在NH
,其物质的量和每一种气体的物质的量相等,最后可根据得失电子守恒把离子方程式配平。
答案 (1)NO、NO2、N2、H2 (2)酸性、氧化性
(3)Fe2O3+3H2
2Fe+3H2O
N2+3H2
2NH3
(4)12Mg+30H++5NO
===12Mg2++NH
+NO2↑+NO↑+N2↑+H2↑+12H2O