Question

【題目】硝酸與金屬反應時，濃度不同生成的還原產物也可能不同。某興趣小組進行了如下實驗探究。

[查閱資料]

a.鎂與硝酸反應生成各氣體產物成分及含量隨HNO3濃度變化曲線如圖甲所示:

b.NO2沸點:21℃;NO沸點:-151℃

c.2NO2+2OH-=NO3-+NO2-+H2O，NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O

[實驗探究] 該小組擬選用如圖A B C D所示裝置探究鎂與4 mol·L-1硝酸反應的產物。連接裝置A→B→C→D→C，檢查氣密性，按圖示加入試劑，D中通入的O2微過量。

（1）后一個C裝置的作用是_______，證明氣體產物中有NO生成的實驗現象是______。

（2）從第一個C裝置中逸出的氣體成分是________。

（3）溶液中還可能有一種還原產物，這種還原產物可能是_____，請設計實驗驗證你的猜想________；并寫出生成該還原產物的化學方程式_____________

Answer 1

【答案】 吸收未被冷卻的二氧化氮 C裝置中酚酞溶液不褪色，D裝置中有紅棕色氣體出現 氮氣和氫氣 硝酸銨 取少量A中溶液于試管中，加入濃氫氧化鈉溶液，加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，如果試紙變藍，則可證明有銨根離子存在，產物中含硝酸銨 4Mg+10HNO3=4Mg（NO3）2+3H2O+NH4NO3

【解析】(1)前一個C裝置是吸收未被冷卻的二氧化氮，防止其對后面一氧化氮的檢驗產生影響，一氧化氮為無色氣體，遇到空氣中的氧氣能被氧化成紅棕色的二氧化氮，所以看到C中酚酞溶液不褪色，D裝置中有紅棕色氣體出現，則證明體產物中有NO生成；

(2)在D裝置中一氧化氮被氧化成二氧化氮，二氧化氮被氫氧化鈉吸收，氫氣和氮氣不能被吸收，所以從后一個C裝置中逸出的氣體主要是氮氣和氫氣；

(3)硝酸被還成氮的氧化物都為氣體，如果不是氣體根據化合升降規則可知，應為銨鹽，即A溶液中可能還有一種還原產物為NH4NO3，可以在所得溶液中加入氫氧化鈉溶液并微熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，如果紅色石蕊試紙變藍，則可證明的銨根離子產生；Mg粉溶于稀硝酸生成NH4NO3，發生反應的化學方程式為4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+3H2O+NH4NO3。