Question

【題目】研究金屬與硝酸的反應，實驗如下。

實驗 (20C)	現象
Ⅰ過量銅粉、2 mL 0.5molL-1HNO3	無色氣體(遇空氣變紅棕色)，溶液變為藍色
Ⅱ過量鐵粉、2 mL 0.5molL-1HNO3	6mL無色氣體(經檢測為H2)，溶液幾乎無色

⑴Ⅰ中產生的無色氣體是______。

⑵研究Ⅱ中的氧化劑

①甲同學認為該濃度的硝酸中H+的氧化性大于NO3－，所以NO3－沒有發生反應。乙同學依據Ⅰ和Ⅱ證明了甲的說法不正確，其實驗證據是______。

乙同學通過分析，推測出NO3－也能被還原，依據是______，進而他通過實驗證實該溶液中含有NH4+，其實驗操作是______。

補全Ⅱ中NO3－被還原為的過程：NO3－ + ______e－ + ______= NH4+ + ______H2O

⑶研究影響產生H2的因素

實驗	現象
Ⅲ過量鐵粉、2 mL 0.5molL-1HNO3、40C	3.4m L氣體(經檢測為H2），溶液略帶黃色
Ⅳ過量鐵粉、2 mL 0.5molL-1HNO3、60C	2.6m L氣體(經檢測為H2），黃色溶液
Ⅴ過量鐵粉、2 mL 3molL-1HNO3、20C	無色氣體(遇空氣變紅棕色)，深棕色溶液

資料：Fe[(NO)]2+在溶液中呈棕色。

④對比Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，溫度不同時收集到氫氣的體積不同，原因是______。

⑤Ⅴ中無色氣體是混合氣體，則一定含有遇空氣變紅棕色的氣體和______。

⑷根據實驗，金屬與硝酸反應時，影響硝酸的還原產物不同的因素有______。

Answer 1

【答案】NO 硝酸濃度相同，銅的還原性弱于鐵，但Ⅰ中溶液變藍，同時沒有氫氣放出 NO3－中氮元素的化合價為最高價，具有氧化性 取Ⅱ中反應后的溶液，加入足量NaOH溶液并加熱，產生有刺激性氣味并能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體 8 10H+ 3 相同條件下，溫度升高時，化學反應速率增大，但NO3－的還原速率增大的更多 H2 金屬的種類、硝酸的濃度、溫度

【解析】

⑴Ⅰ中無色氣體NO遇空氣生成紅棕色的二氧化氮氣體。

⑵①依據Ⅰ和Ⅱ硝酸濃度相同，銅的還原性弱于鐵，但Ⅰ中生成NO，因此可得NO3－沒有發生反應不正確。

②NO3－中氮元素的化合價為最高價，具有氧化性，證明NH4+的方法是去一定量溶液加入足量NaOH溶液并加熱，產生有刺激性氣味并能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體。

③根據化合價降低得到電子配平得到。

⑶④根據現象和溫度升高時，化學反應速率增大。

⑤根據元素分析和前面的信息得到答案。

⑷根據實驗和幾個反應現象得出答案。

⑴Ⅰ中產生的無色氣體遇空氣變為紅棕色，則為NO遇空氣生成紅棕色的二氧化氮氣體；

故答案為：NO。

⑵①依據Ⅰ和Ⅱ硝酸濃度相同，銅的還原性弱于鐵，但Ⅰ中溶液變藍，同時沒有氫氣放出，故認為該濃度的硝酸中H+的氧化性大于NO3－，所以NO3－沒有發生反應不正確，故答案為：硝酸濃度相同，銅的還原性弱于鐵，但Ⅰ中溶液變藍，同時沒有氫氣放出。

②元素的最高級具有氧化性，故NO3－中氮元素的化合價為最高價，具有氧化性，推測出NO3－也能被還原；證實該溶液中含有NH4+的方法為：取Ⅱ中反應后的溶液，加入足量NaOH溶液并加熱，產生有刺激性氣味并能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體,故答案為：NO3－中氮元素的化合價為最高價，具有氧化性；取Ⅱ中反應后的溶液，加入足量NaOH溶液并加熱，產生有刺激性氣味并能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體。

③NO3－被還原為NH4+的反應為：NO3－ + 8e－ + 10H+= NH4+ + 3H2O，故答案為：8；10H+；3。

⑶④根據現象可得，Ⅱ、Ⅲ生成氫氣，Ⅳ生成有NO，因為相同條件下，溫度升高時，化學反應速率增大，但NO3－的還原速率增大的更多，故答案為：相同條件下，溫度升高時，化學反應速率增大，但NO3－的還原速率增大的更多。

⑤Ⅴ中無色氣體是混合氣體，根據元素分析，則一定含有遇空氣變紅棕色的NO氣體和H2，故答案為：H2。

⑷根據實驗，金屬與硝酸反應時，影響硝酸的還原產物不同的因素有金屬的種類、硝酸的濃度、溫度，故答案為：金屬的種類、硝酸的濃度、溫度。