Question

13．金屬M在酸性或堿性溶液中均可與HNO₃發生氧化還原反應，轉化關系如圖（部分生成物未列出）：
已知：C、D、E、G均為氣體，且G為單質；將D通入A溶液產生白色沉淀；將F逐滴加入B溶液至過量，先產生白色沉淀，隨后沉淀消失．
請回答下列問題：
（1）寫出下列物質的化學式：MAl、FHNO₃、GN₂．
（2）A溶液與B溶液混合也能產生白色沉淀，寫出該反應的離子方程式Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓．
（3）除去氣體C中的氣體E的化學方法是將氣體通入水中，再用排水法收集．
（4）將10mL充滿氣體E和O₂混合氣的試管倒扣在水槽中，反應后試管中殘留1mL無色氣體，則試管中氣體E的體積是8.6或7.2mL
（5）D→C反應的化學方程式是4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．
（6）M與NO₃^-在堿性條件下反應的離子方程式為8Al+3NO₃^-+5OH^-+2H₂O=8Al+3NH₃↑．

Answer 1

分析 C、D、E、G均為氣體，且G為單質，根據各物質轉化關系，D能催化氧化得C，C氧化得E，D與E催化作用下生成G，則可推知D為NH₃，C為NO，E為NO₂，G為N₂，E與水反應生成F為HNO₃，將F逐滴加入B溶液至過量，先產生白色沉淀，隨后沉淀消失，則說明B中含有偏鋁酸根，將D通入A溶液產生白色沉淀，說明A中含有鋁離子，結合圖中轉化關系可知，M為Al，A為Al（NO₃）₃，B為含AlO₂^-的溶液，據此答題．

解答 解：C、D、E、G均為氣體，且G為單質，根據各物質轉化關系，D能催化氧化得C，C氧化得E，D與E催化作用下生成G，則可推知D為NH₃，C為NO，E為NO₂，G為N₂，E與水反應生成F為HNO₃，將F逐滴加入B溶液至過量，先產生白色沉淀，隨后沉淀消失，則說明B中含有偏鋁酸根，將D通入A溶液產生白色沉淀，說明A中含有鋁離子，結合圖中轉化關系可知，M為Al，A為Al（NO₃）₃，B為含AlO₂^-的溶液，
（1）根據上面的分析可知，M為Al，F為HNO₃，G為N₂，
故答案為：Al；HNO₃；N₂；
（2）A溶液與B溶液混合也能產生白色沉淀為氫氧化鋁，反應的離子方程式為Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
故答案為：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓；
（3）由于二氧化氮與水反應能生成一氧化氮，所以除去氣體NO中的氣體NO₂的化學方法是將氣體通入水中，再用排水法收集，
故答案為：將氣體通入水中，再用排水法收集；
（4）將10mL充滿氣體NO₂和O₂混合氣的試管倒扣在水槽中，反應后試管中殘留1mL無色氣體可能為氧氣，也可能為NO，當殘留的為氧氣時，則根據反應4NO₂+O₂+H₂O=4HNO₃，可知，參加反應的體積為$\frac{4}{5}×9$mL=7.2mL，當殘留的為NO時，原反應剩余二氧化氮為3mL，則根據反應4NO₂+O₂+H₂O=4HNO₃，可知參加反應的二氧化氮為$\frac{4}{5}×7$mL=5.6mL，則試管中NO₂的總體積是5.6mL+3mL=8.6mL，
故答案為：8.6或7.2；
（5）D→C反應的化學方程式是4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$ 4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$ 4NO+6H₂O；
（6）Al與NO₃^-在堿性條件下反應的離子方程式為8Al+3NO₃^-+5OH^-+2H₂O=8Al+3NH₃↑，
故答案為：8Al+3NO₃^-+5OH^-+2H₂O=8Al+3NH₃↑．

點評 本題是一道物質物質的綜合推斷題，考查學生分析和解決問題的能力，綜合性較強，難度較大．