Question

【題目】已知硝酸與金屬反應時,在不同條件下有不同的還原產物,甚至在同一反應中可同時得到多種還原產物。現有HNO3、NH4NO3、N2O、H2O、Zn、Zn(NO3)2六種物質。

(1)請利用其中五種物質組成一個完整的化學反應，寫出該化學反應方程式：

________________________________________________________________；

(2)上述所寫反應中，硝酸表現出的化學性質是_____，被還原的元素是_______。

(3)若六種物質組成一個完整的化學反應，則反應中的還原產物是______（填化學式），若該反應中NH4NO3與N2O物質的量之比為1︰1，那么該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為____________。

(4)若六種物質組成一個完整的化學反應，且沒有對該反應中的某些物質的比例作限定，則方程式可能的配平系數有許多組。原因是____________________。

Answer 1

【答案】4Zn+10 HNO3=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O或4Zn+10 HNO3=4Zn(NO3)2+ N2O +5H2O 酸性與氧化性 +5價的N（或N） NH4NO3與N2O 3︰8 該反應中含兩種還原產物，兩者的比例不同，可導致氧化劑與還原劑的用量發生變化

【解析】

(1)金屬鋅具有還原性，發生氧化反應，Zn→Zn(NO3)2，化合價變化了2價，HNO3→0.5N2O，化合價變化了4價，生成1mol N2O，變化了8價，根據氧化還原反應化合價升降總數相等規律：Zn和Zn(NO3)2填系數4，N2O填系數1，根據氮原子守恒，HNO3的系數=4×2+2=10，其他系數根據原子守恒進行填寫，該化學反應方程式：4Zn+10 HNO3=4Zn(NO3)2+ N2O +5H2O；

金屬鋅具有還原性，發生氧化反應，Zn→Zn(NO3)2，化合價變化了2價，HNO3→NH4NO3，化合價變化了8價，根據氧化還原反應化合價升降總數相等規律：Zn和Zn(NO3)2填系數4，NH4NO3填系數1，根據氮原子守恒，HNO3的系數=4×2+2=10，其他系數根據原子守恒進行填寫，該化學反應方程式：4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O；

故答案是：4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+N2O +5H2O或4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O；

(2)上述所寫反應中，硝酸中的氮元素化合價部分降低（+5價的氮元素被還原），部分未變價，形成硝酸鹽，表現硝酸的酸性和氧化性；

故答案是：酸性與氧化性；+5價的N（或N）；

(3)根據（1）分析可知，若六種物質組成一個完整的化學反應，則反應中的還原產物可以是NH4NO3或N2O；假設加入鋅為1mol，NH4NO3與N2O物質的量均為xmol，根據電子守恒可知：1×2=x×[5-（-3）]+x×2×（5-1），x=；所以被還的硝酸n（HNO3）=2×+1×=，若該反應中NH4NO3與N2O物質的量之比為1︰1，那么該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為：：1=3︰8；

故答案是：NH4NO3或N2O；3︰8；

(4)若六種物質組成一個完整的化學反應，該反應中含兩種還原產物，兩者的比例不同，可導致氧化劑與還原劑的用量發生變化，則方程式可能的配平系數有許多組；

故答案是：該反應中含兩種還原產物，兩者的比例不同，可導致氧化劑與還原劑的用量發生變化。