Question

某化學興趣小組設計了如下實驗方案探究NO₃^-在不同條件下的氧化性
【實驗一】探究強酸性條件下NO₃^-的氧化性
實驗步驟：在試管中加入適量的鋁粉，加入2mLNaNO₃溶液，再加入2mL鹽酸
實驗現象：①實驗初始階段，試管中未見明顯現象；
②一段時間后，溶液中出現氣泡，液面上方呈淺棕色且氣體顏色逐漸變淺，用濕潤KI-淀粉試紙檢驗該氣體，試紙變藍．
（1）實驗初始階段沒有明顯現象的是因為

 

．
（2）淺棕色氣體是

 

，根據現象②，推測溶液中產生了NO而不是NO₂，理由是

 

．
探究強堿性條件下NO₃^-的氧化性
實驗步驟：在試管中加入適量的鋁粉，加入2mLNaNO₃溶液，再加入2mLNaOH溶液
實驗現象：實驗初始階段，試管中未見明顯現象；一段時間后，溶液中出現氣泡且有刺激性氣味，用濕潤KI-淀粉試紙檢驗所得氣體，未變藍；用濕潤的石蕊試紙檢驗所得氣體，試紙變藍
（3）實驗初始階段發生的反應中，生成的鹽是

 

（4）產生該氣體的離子方程式是

 

【實驗二】探究Fe（NO₃）₃溶液蝕刻銀的原理
假設1：Fe³⁺具有氧化性，能氧化Ag．
假設2：Fe（NO₃）₃溶液顯酸性，在此酸性條件下NO₃^-能氧化Ag．
[設計實驗方案，驗證假設]
（2）甲同學從上述實驗的生成物中檢驗出Fe²⁺，驗證了假設1成立．請寫出Fe³⁺氧化Ag的離子方程式：

 

3）乙同學設計實驗驗證假設2，請幫他完成下表中內容（提示：NO₃^-在不同條件下的還原產物較復雜，有時難以觀察到氣體產生）．

實驗步驟（不要求寫具體操作過程）	預期現象和結論
① ② …	若銀鏡消失，假設2成立． 若銀鏡不消失，假設2不成立．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）鋁粉在空氣中發生緩慢氧化，在表面覆蓋有一層致密的氧化膜；
（2）液面上方呈淺棕色且氣體顏色逐漸變淺，說明生成的是無色氣體，是一氧化氮；一氧化氮與空氣中的氧氣反應生成紅棕色的二氧化氮；
（3）實驗初始階段，鋁粉表面的氧化鋁與氫氧化鈉反應，生成偏鋁酸鈉和水；
（4）一段時間后，溶液中出現氣泡且有刺激性氣味，用濕潤紅色石蕊試紙檢驗所得氣體，試紙變藍，說明生成的氣體是氨氣，依此書寫離子方程式；
（5）Fe³⁺氧化Ag，生成物是Fe²⁺和銀離子，據此書寫；
（6）對比實驗，應選用相同的酸性環境，故需配置與Fe（NO₃）₃溶液的pH值相同的硝酸溶液，加入試管中，觀察銀鏡是否溶解．

解答： 解：（1）鋁粉表面覆蓋有一層氧化鋁，氧化鋁與硝酸反應，無明顯現象，故答案為：鋁粉表面覆蓋有一層氧化鋁；
（2）鋁粉與稀硝酸反應生成無色的一氧化氮，一氧化氮與空氣中的氧氣反應生成紅棕色的二氧化氮；液面上方呈淺棕色且氣體顏色逐漸變淺，說明生成的是無色氣體，是一氧化氮；
故答案為：二氧化氮；液面上方呈淺棕色且氣體顏色逐漸變淺，說明生成的是無色氣體；
（3）實驗初始階段，鋁粉表面的氧化鋁與氫氧化鈉反應，生成偏鋁酸鈉和水，故生成的鹽是偏鋁酸鈉，故答案為：偏鋁酸鈉；
（4）一段時間后，溶液中出現氣泡且有刺激性氣味，用濕潤KI-淀粉試紙檢驗所得氣體，未變藍；用濕潤紅色石蕊試紙檢驗所得氣體，試紙變藍，說明生成的氣體是氨氣，反應的離子方程式為：3NO₃^-+8Al+5OH^-+2H₂O=3NH₃↑+8AlO₂^-，
故答案為：3NO₃^-+8Al+5OH^-+2H₂O=3NH₃↑+8AlO₂^-；
（5）Fe³⁺氧化Ag，生成物中檢驗出Fe²⁺，即發生反應為：Fe³⁺+Ag=Fe²⁺+Ag⁺，故答案為：Fe³⁺+Ag=Fe²⁺+Ag⁺；
（6）對比實驗，應選用相同的酸性環境，故需配制與Fe（NO₃）₃溶液的pH值相同的硝酸溶液，加入試管中，觀察銀鏡是否溶解，
故答案為：配制與Fe（NO₃）₃溶液的pH值相同的硝酸溶液，加入試管中，觀察銀鏡是否溶解．

點評：本題考查實驗的設計與探究，難度大，有利于培養學生分析和解決問題的能力．