Question

【題目】某無(wú)色溶液中可能含有H+、OH-、Na+、K+、NO，加入鋁粉后，只產(chǎn)生H2，為探究該溶液中存在的離子，某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

（1）甲同學(xué)分析“若H+大量存在，則NO就不能大量存在”，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)如下：

裝置	現(xiàn)象
	Ⅰ.實(shí)驗(yàn)初始，未見(jiàn)明顯現(xiàn)象 Ⅱ.過(guò)一會(huì)兒，出現(xiàn)氣泡，液面上方出現(xiàn)淺棕色氣體 Ⅲ.試管變熱，溶液沸騰

①現(xiàn)象Ⅲ產(chǎn)生的原因___。

②根據(jù)現(xiàn)象Ⅱ，推測(cè)溶液中產(chǎn)生了NO，為進(jìn)一步確認(rèn)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)	內(nèi)容	現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)1	將濕潤(rùn)KI—淀粉試紙置于空氣中	試紙未變藍(lán)
實(shí)驗(yàn)2	用濕潤(rùn)KI—淀粉試紙檢驗(yàn)淺棕色氣體	試紙變藍(lán)

實(shí)驗(yàn)1、2說(shuō)明反應(yīng)生成了NO。

請(qǐng)用化學(xué)方程式解釋氣體變?yōu)闇\棕色的原因___。

（2）乙同學(xué)分析“若OH-大量存在，NO也可能不大量存在”，重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)如下：

裝置	現(xiàn)象
	Ⅰ.實(shí)驗(yàn)初始，未見(jiàn)明顯現(xiàn)象 Ⅱ.過(guò)一會(huì)兒，出現(xiàn)氣泡，有刺激性氣味

為確認(rèn)："刺激性氣味”氣體，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：用濕潤(rùn)KI—淀粉試紙檢驗(yàn)，未變藍(lán)；用濕潤(rùn)紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)。

產(chǎn)生該刺激性氣味氣體的離子方程式是___。

（3）甲、乙兩位同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)初始時(shí)均未見(jiàn)明顯現(xiàn)象的原因是___。

（4）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)分析，該溶液中一定大量存在的離子是___。

Answer 1

【答案】該反應(yīng)是放熱反應(yīng) 2NO+O2=2NO2 8Al+3NO+5OH-+2H2O=3NH3↑+8AlO 鋁表面有一層氧化鋁薄膜，氧化鋁既能和強(qiáng)酸反應(yīng)又能和強(qiáng)堿反應(yīng) OH-

【解析】

硝酸具有強(qiáng)氧化性，與鋁反應(yīng)不能生成氫氣，向題給無(wú)色溶液中加入鋁粉后，只產(chǎn)生H2，說(shuō)明溶液中一定不含有氫離子，一定含有氫氧根，含有鈉離子和鉀離子中的一種或兩種，可能含有硝酸根。

(1)向鋁粉中加入鹽酸和硝酸鈉溶液，實(shí)驗(yàn)初始，未見(jiàn)明顯現(xiàn)象說(shuō)明鋁粉表面的氧化鋁先與鹽酸反應(yīng)，由過(guò)一會(huì)兒，出現(xiàn)氣泡，液面上方出現(xiàn)淺棕色氣體說(shuō)明鋁粉與硝酸反應(yīng)生成氮的氧化物，由試管變熱，溶液沸騰可知，鋁與硝酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)；

①由試管變熱，溶液沸騰可知，鋁與硝酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故答案為：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；

②實(shí)驗(yàn)1將濕潤(rùn)KI－淀粉試紙置于空氣中未變藍(lán)，說(shuō)明KI在空氣中不能被氧化，實(shí)驗(yàn)2用濕潤(rùn)KI－淀粉試紙檢驗(yàn)淺棕色氣體試紙變藍(lán)，說(shuō)明KI被氧化生成碘單質(zhì)，淺棕色氣體中一定含有二氧化氮，二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸，硝酸將碘離子氧化生成單質(zhì)碘，則淺棕色氣體為一氧化氮和二氧化氮的混合氣體，氣體變?yōu)闇\棕色的原因是一氧化氮被空氣中的氧氣氧化生成二氧化氮，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO+O2=2NO2，故答案為：2NO+O2=2NO2；

(2)向鋁粉中加入氫氧化鈉溶液，實(shí)驗(yàn)初始，未見(jiàn)明顯現(xiàn)象說(shuō)明鋁粉表面的氧化鋁先與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，過(guò)一會(huì)兒，出現(xiàn)氣泡，有刺激性氣味，由用濕潤(rùn)KI—淀粉試紙檢驗(yàn)，未變藍(lán)可知刺激性氣味氣體不是氮的氧化物，由用濕潤(rùn)紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)可知刺激性氣味氣體為氨氣，由上述分析可知，堿性條件下Al與NO3—發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氨氣，反應(yīng)的離子方程式為8Al＋3NO3—＋5OH－＋2H2O=3NH3↑＋8AlO2—，故答案為：8Al＋3NO3—＋5OH－＋2H2O=3NH3↑＋8AlO2—；

(3)由以上分析可知甲、乙兩位同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)初始時(shí)均未見(jiàn)明顯現(xiàn)象的原因是鋁表面有一層氧化鋁薄膜，氧化鋁是兩性氧化物，既能和強(qiáng)酸反應(yīng)又能和強(qiáng)堿反應(yīng)，先與鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，故答案為：鋁表面有一層氧化鋁薄膜，氧化鋁既能和強(qiáng)酸反應(yīng)又能和強(qiáng)堿反應(yīng)；

(4)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)分析，如果溶液中有H＋，OH－和NO3－均不能大量存在，溶液中沒(méi)有陰離子，是不符合客觀規(guī)律的；若溶液中存在大量的OH－，根據(jù)分析，NO3－不能大量存在，則該溶液中一定大量存在的離子是OH－，鈉離子和鉀離子中的一種或兩種，可能含有硝酸根，故答案為：OH－。