Question

铁元素、氮元素有多种可变价态，在氧化还原反应中常以不同价态出现，根据题中信息，完成下列填空：
（1）金属与硝酸反应通常还会生成NO和NO₂，当n（NO）：n（NO₂）＜1时，产生的气体可以完全被氢氧化钠溶液吸收，写出除去这两种气体的方法，以化学方程式表示

 

、

 

．
（2）室温下，0.1mol/L的亚硝酸、次氯酸钠的电离常数HNO₂：K_i=7.1×10^-4，HClO：K_i=2.98×10^-8，将0.1mol/L的亚硝酸稀释100倍，c（H⁺ ）将

 

（填“不变”、“增大”、“减小”）；K_i值将

 

（填“不变”、“增大”、“减小”）．写出HNO₂、HClO、NaNO₂、NaClO四种物质，可能相互之间发生的离子互换反应的离子方程式

 

．
（3）亚硝酸钠与氯酸钠都是白色粉末，且都有咸味，但亚硝酸盐都有毒性，通常它们可以通过加入热的白醋鉴别，亚硝酸钠遇到白醋会产生红棕色刺激性气味气体，该气体为

 

；实验室鉴别氯化钠和亚硝酸钠的方法之一是测定等浓度NaNO₂、NaClO的pH，其鉴别的理由是

 

．
（4）现有11.2g铁单质恰好与稀硝酸反应，生成无污染的单质气体，该单质气体为

 

，在反应后的溶液中加入铜粉，铜粉可以继续溶解，且无气体生成，铁与稀硝酸的反应产物中一定含有的金属阳离子是

 

，若反应后的溶液最多可溶解铜粉6.4g，写出上述过程中铁与稀硝酸反应的化学方程式

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）NO、NO₂按1：1混合时，相等与三氧化二氮，与氢氧化钠反应生成亚硝酸钠，由于n（NO）：n（NO₂）＜1，上述反应剩余二氧化氮，二氧化氮与氢氧化钠反应反应生成硝酸钠、亚硝酸钠与水；
（2）亚硝酸为弱电解质，亚硝酸稀释，电离程度虽然增大，但溶液中氢离子浓度降低；其电离常数只与温度有关；
由相同浓度亚硝酸、次氯酸电离常数可知，亚硫酸酸性比次氯酸强，根据强酸制备弱酸书写离子方程式；
（3）红棕色刺激性气味气体为NO₂；亚硝酸是弱酸，亚硝酸钠水解显碱性，氯化钠不水解，溶液为中性；
（4）铁单质恰好与稀硝酸反应，生成无污染的单质气体，该单质气体为N₂，在反应后的溶液中加入铜粉，铜粉可以继续溶解，且无气体生成，则溶液中含有Fe³⁺，6.4gCu为0.1mol，根据电子转移守恒，溶液中n（Fe³⁺）=

0.1mol×2

3-2

=0.2mol，而n（Fe）=

11.2g

56g/mol

=0.2mol，由Fe元素守恒可知反应生成Fe（NO₃）₃，配平书写方程式．

解答： 解：（1）NO、NO₂按1：1混合时，相等与三氧化二氮，与氢氧化钠反应生成亚硝酸钠，由于n（NO）：n（NO₂）＜1，上述反应剩余二氧化氮，二氧化氮与氢氧化钠反应反应生成硝酸钠、亚硝酸钠与水，相应化学方程式为：2NaOH+NO₂+NO=2NaNO₂+H₂O、2NaOH+NO₂=NaNO₂+NaNO₃+H₂O，
故答案为：2NaOH+NO₂+NO=2NaNO₂+H₂O、2NaOH+NO₂=NaNO₂+NaNO₃+H₂O；
（2）亚硝酸为弱电解质，亚硝酸稀释，电离程度虽然增大，但溶液中氢离子浓度降低；其电离常数只与温度有关，与浓度无关，K_i值不发生变化；
由相同浓度亚硝酸、次氯酸电离常数可知，亚硫酸酸性比次氯酸强，可能相互之间发生的离子互换反应的离子方程式为：HNO₂+ClO^-=NO₂^-+HClO，
故答案为：减小；不变；HNO₂+ClO^-=NO₂^-+HClO；
（3）红棕色刺激性气味气体为NO₂；亚硝酸是弱酸，亚硝酸钠水解显碱性，氯化钠不水解，溶液为中性，所以他们同浓度的盐溶液的pH不同，
故答案为：NO₂；亚硝酸是弱酸，亚硝酸钠水解显碱性，氯化钠不水解，溶液为中性；
（4）铁单质恰好与稀硝酸反应，生成无污染的单质气体，该单质气体为N₂，在反应后的溶液中加入铜粉，铜粉可以继续溶解，且无气体生成，则溶液中含有Fe³⁺，6.4gCu为0.1mol，根据电子转移守恒，溶液中n（Fe³⁺）=

0.1mol×2

3-2

=0.2mol，而n（Fe）=

11.2g

56g/mol

=0.2mol，由Fe元素守恒可知反应生成Fe（NO₃）₃，该反应方程式为：10Fe+36HNO₃=10Fe（NO₃）₃+3N₂↑+18H₂O，
故答案为：N₂；Fe³⁺；10Fe+36HNO₃=10Fe（NO₃）₃+3N₂↑+18H₂O．

点评：本题属于拼合型题目，涉及化学方程式书写、电离平衡常数、物质推断、对实验原理理解等，相应学生具备扎实的基础，难度中等．