题目内容
一位同学在复习时遇到这样一道习题：某无色溶液中可能含有“H+、OH-、Na+、NO3-”，加入铝粉后，只产生H2，问该无色溶液中能大量存在哪几种离子．
（1）加入铝粉产生H2，说明铝具有 （填“氧化性”或“还原性”）．
（2）该同学分析：若H+大量存在，则NO3-就不能大量存在．
设计实验证实如下：
①盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是 ．
②根据现象ⅱ，推测溶液中产生了NO，为进一步确认，进行如下实验：
a．浅棕色气体是 ．
b．实验1的目的是 ．
c．实验1、2说明反应生成了NO，将生成NO的离子方程式补充完整：
Al+ NO3?+ ═ Al3++ NO↑+
（3）再假设：若OH-大量存在，NO3-也可能不能大量存在．
重新设计实验证实如下：
为确认“刺激性气味”气体，进行如下实验：用湿润KI-淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝．
①刺激性气味的气体是 ．
②产生该气体的离子方程式是 ．
（4）在NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，其化学方程式是 ．
（5）实验结果证实：NO3?在酸、碱性环境中都有一定的氧化性，能氧化铝单质，产生含氮化合物．习题中的无色溶液一定能大量存在的是Na+和OH-．
（1）加入铝粉产生H2，说明铝具有
（2）该同学分析：若H+大量存在，则NO3-就不能大量存在．
设计实验证实如下：
| 装 置 | 现 象 |
 |
ⅰ．实验初始，未见明显现象 ⅱ．过一会儿，出现气泡，液面上方呈浅棕色 ⅲ．试管变热，溶液沸腾 |
②根据现象ⅱ，推测溶液中产生了NO，为进一步确认，进行如下实验：
| 实 验 | 内 容 | 现 象 |
| 实验1 | 将湿润KI-淀粉试纸置于空气中 | 未变蓝 |
| 实验2 | 用湿润KI-淀粉试纸检验浅棕色气体 | 试纸变蓝 |
b．实验1的目的是
c．实验1、2说明反应生成了NO，将生成NO的离子方程式补充完整：
（3）再假设：若OH-大量存在，NO3-也可能不能大量存在．
重新设计实验证实如下：
| 装 置 | 现 象 |
 |
ⅰ．实验初始，未见明显现象 ⅱ．过一会儿，出现气泡，有刺激性气味 |
①刺激性气味的气体是
②产生该气体的离子方程式是
（4）在NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，其化学方程式是
（5）实验结果证实：NO3?在酸、碱性环境中都有一定的氧化性，能氧化铝单质，产生含氮化合物．习题中的无色溶液一定能大量存在的是Na+和OH-．
考点：探究物质的组成或测量物质的含量,离子共存问题,铝的化学性质
专题：实验探究和数据处理题,离子反应专题,几种重要的金属及其化合物
分析：无色溶液中可能含有“H+、OH-、Na+、NO3-”，加入铝粉后，只产生H2，因硝酸具有强氧化性，则无色溶液应为NaOH溶液，
（1）加入铝粉产生H2，Al失去电子，H得到电子；
（2）①盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水；
②液面上方呈浅棕色，一定不是氢气，为氮的氧化物，由将湿润KI-淀粉试纸置于空气中未变蓝，说明KI在空气中不能被氧化，而用湿润KI-淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝，则KI被氧化，即二氧化氮与水反应生成硝酸，再氧化碘离子生成碘单质；Al与H+、NO3-发生氧化还原反应生成硝酸铝、NO和水；
（3）用湿润KI-淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，则气体为氨气，碱性条件下Al与NO3-发生氧化还原反应生成氨气；
（4）NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，即反应生成偏铝酸钠和氢气．
（1）加入铝粉产生H2，Al失去电子，H得到电子；
（2）①盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水；
②液面上方呈浅棕色，一定不是氢气，为氮的氧化物，由将湿润KI-淀粉试纸置于空气中未变蓝，说明KI在空气中不能被氧化，而用湿润KI-淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝，则KI被氧化，即二氧化氮与水反应生成硝酸，再氧化碘离子生成碘单质；Al与H+、NO3-发生氧化还原反应生成硝酸铝、NO和水；
（3）用湿润KI-淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，则气体为氨气，碱性条件下Al与NO3-发生氧化还原反应生成氨气；
（4）NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，即反应生成偏铝酸钠和氢气．
解答：
解：无色溶液中可能含有“H+、OH-、Na+、NO3-”，加入铝粉后，只产生H2，因硝酸具有强氧化性，则无色溶液应为NaOH溶液，
（1）加入铝粉产生H2，Al失去电子，H得到电子，则Al为还原剂，具有还原性，故答案为：还原性；
（2）①盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水，该离子反应为6H++Al2O3═2Al3++3H2O，故答案为：6H++Al2O3═2Al3++3H2O；
②液面上方呈浅棕色，一定不是氢气，为氮的氧化物，由将湿润KI-淀粉试纸置于空气中未变蓝，说明KI在空气中不能被氧化，而用湿润KI-淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝，则KI被氧化，即二氧化氮与水反应生成硝酸，再氧化碘离子生成碘单质，
a．由上述分析可知，浅棕色气体是NO2，故答案为：NO2；
b．实验1的目的是对比实验，排除氧气使湿润的淀粉KI试纸变蓝的可能，故答案为：对比实验，排除氧气使湿润的淀粉KI试纸变蓝的可能；
c．Al与H+、NO3-发生氧化还原反应生成硝酸铝、NO和水，离子反应为Al+NO3?+4H+═Al3++NO↑+2H2O，故答案为：1；1；4；H+；1；1；2；H2O；
（3）①用湿润KI-淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，则气体为NH3，故答案为：NH3；
②由上述分析可知，碱性条件下Al与NO3-发生氧化还原反应生成氨气，离子反应为8Al+3NO3-+5OH-+2H2O═3NH3↑+8AlO2-，
故答案为：8Al+3NO3-+5OH-+2H2O═3NH3↑+8AlO2-；
（4）NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，即反应生成偏铝酸钠和氢气，反应为2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，故答案为：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑．
（1）加入铝粉产生H2，Al失去电子，H得到电子，则Al为还原剂，具有还原性，故答案为：还原性；
（2）①盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水，该离子反应为6H++Al2O3═2Al3++3H2O，故答案为：6H++Al2O3═2Al3++3H2O；
②液面上方呈浅棕色，一定不是氢气，为氮的氧化物，由将湿润KI-淀粉试纸置于空气中未变蓝，说明KI在空气中不能被氧化，而用湿润KI-淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝，则KI被氧化，即二氧化氮与水反应生成硝酸，再氧化碘离子生成碘单质，
a．由上述分析可知，浅棕色气体是NO2，故答案为：NO2；
b．实验1的目的是对比实验，排除氧气使湿润的淀粉KI试纸变蓝的可能，故答案为：对比实验，排除氧气使湿润的淀粉KI试纸变蓝的可能；
c．Al与H+、NO3-发生氧化还原反应生成硝酸铝、NO和水，离子反应为Al+NO3?+4H+═Al3++NO↑+2H2O，故答案为：1；1；4；H+；1；1；2；H2O；
（3）①用湿润KI-淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，则气体为NH3，故答案为：NH3；
②由上述分析可知，碱性条件下Al与NO3-发生氧化还原反应生成氨气，离子反应为8Al+3NO3-+5OH-+2H2O═3NH3↑+8AlO2-，
故答案为：8Al+3NO3-+5OH-+2H2O═3NH3↑+8AlO2-；
（4）NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，即反应生成偏铝酸钠和氢气，反应为2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，故答案为：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑．
点评：本题考查物质中的成分及性质，为高频考点，把握实验方案的设计及发生的氧化还原反应为解答的关键，注意设计思路与物质性质的关系，侧重实验学生分析能力、综合应用能力的考查，较好考查学生实验基本技能，题目难度中等．
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