Question

【题目】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

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：

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

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-+_____ _ ==______Al 3++______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：

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

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。试题中的无色溶液一定能大量存在的是_______________。

Answer 1

【答案】还原性6H++ Al2O3== 2Al3++ 3H2ONO2对比实验，排除氧气使湿润的淀粉KI试纸变蓝的可能1，1，4H+，1，1，2H2ONH38Al +3NO3-+ 5OH-+ 2H2O == 3NH3↑+ 8AlO2-2Al +2NaOH + 2H2O == 2NaAlO2+ 3H2↑Na+、OH-

【解析】

无色溶液中可能还有“H+、OH-、Na+、NO3-”，加入铝粉后，只产生氢气，因为硝酸有氧化性，则无色溶液中应为氢氧化钠溶液。(1)加入铝粉产生氢气，铝失去电子，具有还原性。(2) ①氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水，离子方程式为：6H+ + Al2O3 == 2Al3+ + 3H2O ② 液面上显示浅棕色，一定不是氢气，为氮的氧化物，由将湿润的碘化钾淀粉试纸置于空气中未变蓝，说明碘化钾在空气中不能被氧化，而用湿润的碘化钾淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝，则碘化钾被氧化，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．浅棕色的气体为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。C.铝和氢离子和硝酸根发生氧化还原反应生成硝酸铝和一氧化氮和水，离子方程式为Al +NO3- + 4H+==Al 3++NO +2H2O； (3) ①用湿润的碘化钾淀粉试纸检验，未变蓝，用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，则该气体为NH3；②由上述分析可知，碱性条件下铝和硝酸根离子发生氧化还原反应生成氨气，离子方程式为： 8Al +3NO3- + 5OH-+ 2H2O == 3NH3↑+ 8AlO2-； (4)氢氧化钠溶液中加入铝粉，结果只检验出氢气生成，即反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的方程式为： 2Al +2NaOH + 2H2O == 2NaAlO2 + 3H2↑；(5)经过实验证实硝酸根在酸性或碱性条件下都可以氧化铝，生成氮的化合物，但是产物中没有氮的化合物，所以该无色溶液中含有的离子为Na+、OH- 。