【题目】文献记载,铁粉在稀硝酸中会放出氢气。某同学进行如下验证和对比实验。

实验I. 室温下 (20℃), 在恒压密闭容器内放入过量铁粉和 2.0 mL 0.5 mol·L–1 HNO3,立即有气体生成。充分反应后,所得溶液几乎无色,收集到无色气体 6.0 mL。将该气体通入有空气的试管,无明显变化。点燃气体,有尖锐爆鸣声,试管壁出现液滴。取反应后溶液,加入足量 NaOH 溶液得到灰绿色沉淀。煮沸时,蒸气略有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝。

(1)气体产物为氢气的证据是______________________

(2)根据实验现象, 写出铁粉与 0.5 mol·L–1 硝酸反应时还原反应的半反应方程式。① 2H+ + 2e = H2↑; ②_____________

(3)该同学对产生氢气的原因提出假设:

假设 1:该浓度的硝酸中 H+的氧化性大于NO3-

假设 2: H+的还原速率大于NO3-的还原速率;

I. 验证假设 1:用____(CuMg)粉与_____ 硝酸反应,说明假设1不成立。实验证据是______________________

II. 验证假设 2: 改变条件重复实验 I,结果如下(气体成分和溶液成分检验的现象与实验 I 相似)。

序号

金属状态

反应温度

实验现象

a

铁粉

40℃

溶液略带黄色,气体 3.4 mL。

b

铁粉

60℃

黄色溶液,气体 2.6 mL。

根据实验现象,你认为假设2是否成立?简述理由。__________________________

试分析温度对铁粉与硝酸反应生成氢气体积的影响。__________________________

(4)改用 3 mol·L–1 HNO3与过量铁粉反应, 有无色气体生成, 溶液变为深棕色。气体接触空气显红棕色,不可燃。 根据以上结论解释生成还原产物的原因__________________________

(5)综上所述,金属与硝酸生成氢气,需要控制哪些条件?__________________________________

 0  177453  177461  177467  177471  177477  177479  177483  177489  177491  177497  177503  177507  177509  177513  177519  177521  177527  177531  177533  177537  177539  177543  177545  177547  177548  177549  177551  177552  177553  177555  177557  177561  177563  177567  177569  177573  177579  177581  177587  177591  177593  177597  177603  177609  177611  177617  177621  177623  177629  177633  177639  177647  203614 

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