Question

【题目】某兴趣小组研究金属与硝酸的反应，进行如下实验：

实验（20℃）	现象
Ⅰ.过量铜粉、2mL0.5mol·L-1HNO3	无色气体（遇空气变红棕色），溶液变为蓝色
Ⅱ.过量铁粉、2mL0.5mol·L-1HNO3	6mL无色气体（经检测为H2），溶液几乎无色

回答下列问题：

（1）Ⅰ中的无色气体是___。

（2）写出Ⅱ中生成H2的离子方程式___。

（3）研究Ⅱ中的氧化剂

①甲同学认为该浓度的硝酸中H+的氧化性大于NO3-，所以NO3-没有发生反应。乙同学依据Ⅰ和Ⅱ证明了甲的说法不正确，其实验证据是____。

②乙同学通过分析，推测出NO3-也能被还原，依据是___，进而他通过实验证实该溶液中含有NH4+，其实验操作是___。

③根据实验，金属与硝酸反应时，影响硝酸还原产物不同的因素有___；试推测还可能有哪些因素影响___（列举1条）。

Answer 1

【答案】NO或一氧化氮 Fe+2H+→Fe2++H2↑ 硝酸浓度相同，铜的还原性弱于铁，但Ⅰ中溶液变蓝且无氢气放出 铁粉过量，但是溶液中0.001molH+仅被还原了约5.4×10-4mol，据此可以推测+5价的N也被还原 取Ⅱ中反应后的溶液，加入足量NaOH溶液并加热，产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。 金属的种类（或还原剂的还原性，金属的还原性等） 温度（或者：硝酸的浓度）

【解析】

（1）NO遇空气变红；

（2）有氢气生成，说明氢离子被还原成H2；

（3）①对比实验Ⅰ和Ⅱ进行回答；

②根据生成氢气的量，通过计算判断；NH4+遇碱放出氨气；

③实验Ⅰ和Ⅱ的不同条件是所用金属不同；

（1）NO遇空气变红，Ⅰ中的无色气体遇空气变红棕色，所以Ⅰ中的无色气体是NO；

（2）有氢气生成，氢离子被铁还原成H2，反应的离子方程式是Fe+2H+→Fe2++H2↑；

（3）①对比实验Ⅰ和Ⅱ，硝酸浓度相同，铜的还原性弱于铁，但Ⅰ中溶液变蓝且无氢气放出，所以甲的说法不正确；

②铁粉过量，但是溶液中0.001molH+仅被还原了约5.4×10-4mol，据此可以推测+5价的N也被还原；NH4+遇碱放出氨气，检验NH4+的操作是：取Ⅱ中反应后的溶液，加入足量NaOH溶液并加热，产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。

③实验Ⅰ和Ⅱ的不同条件是所用金属不同，可知影响硝酸还原产物不同的因素有金属的种类，还可能有硝酸的浓度。