Question

【題目】一位同學(xué)在復(fù)習(xí)時(shí)遇到這樣一道習(xí)題：某無色溶液中可能含有“H+、OH-、Na+、NO3-”，加入鋁粉后，只產(chǎn)生H2，問該無色溶液中能大量存在哪幾種離子。

（1）加入鋁粉產(chǎn)生H2，說明鋁具有__________（填“氧化性”或“還原性”）。

（2）該同學(xué)若H+大量存在，則NO3-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，未見明顯現(xiàn)象 ⅱ. 過一會(huì)兒，出現(xiàn)氣泡，液面上方呈淺棕色 ⅲ. 試管變熱，溶液沸騰

①鹽酸溶解Al2O3薄膜的離子方程式是_______________________________。

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	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)

a．淺棕色氣體是____________。

b．實(shí)驗(yàn)1的目的是_______________________________。

c．實(shí)驗(yàn)1、2說明反應(yīng)生成了NO，將生成NO的離子方程式補(bǔ)充完整：

______Al +______NO3-+_____ _ ==______Al 3++______NO+______ ，_______

（3）再假設(shè)：若OH-大量存在，NO3-也可能不能大量存在。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，未見明顯現(xiàn)象 ⅱ. 過一會(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)。

①刺激性氣味的氣體是____________。

②產(chǎn)生該氣體的離子方程式是____________________________________。

（4）在NaOH溶液中加入鋁粉，結(jié)果只檢驗(yàn)出有H2生成，其化學(xué)方程式是_________________________________。

（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)：NO3-在酸、堿性環(huán)境中都有一定的氧化性，能氧化鋁單質(zhì)，產(chǎn)生含氮化合物。試題中的無色溶液一定能大量存在的是_______________。

Answer 1

【答案】還原性6H++ Al2O3== 2Al3++ 3H2ONO2對(duì)比實(shí)驗(yàn)，排除氧氣使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)的可能1，1，4H+，1，1，2H2ONH38Al +3NO3-+ 5OH-+ 2H2O == 3NH3↑+ 8AlO2-2Al +2NaOH + 2H2O == 2NaAlO2+ 3H2↑Na+、OH-

【解析】

無色溶液中可能還有“H+、OH-、Na+、NO3-”，加入鋁粉后，只產(chǎn)生氫氣，因?yàn)橄跛嵊醒趸�性，則無色溶液中應(yīng)為氫氧化鈉溶液。(1)加入鋁粉產(chǎn)生氫氣，鋁失去電子，具有還原性。(2) ①氧化鋁和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水，離子方程式為：6H+ + Al2O3 == 2Al3+ + 3H2O ② 液面上顯示淺棕色，一定不是氫氣，為氮的氧化物，由將濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙置于空氣中未變藍(lán)，說明碘化鉀在空氣中不能被氧化，而用濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙檢驗(yàn)淺棕色氣體試紙變藍(lán)，則碘化鉀被氧化，即二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸，再氧化碘離子生成碘單質(zhì)。a．淺棕色的氣體為NO2；b．實(shí)驗(yàn)1的目的是對(duì)比實(shí)驗(yàn)，排除氧氣使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)的可能。C.鋁和氫離子和硝酸根發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸鋁和一氧化氮和水，離子方程式為Al +NO3- + 4H+==Al 3++NO +2H2O； (3) ①用濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙檢驗(yàn)，未變藍(lán)，用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)，則該氣體為NH3；②由上述分析可知，堿性條件下鋁和硝酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氨氣，離子方程式為： 8Al +3NO3- + 5OH-+ 2H2O == 3NH3↑+ 8AlO2-； (4)氫氧化鈉溶液中加入鋁粉，結(jié)果只檢驗(yàn)出氫氣生成，即反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)的方程式為： 2Al +2NaOH + 2H2O == 2NaAlO2 + 3H2↑；(5)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證實(shí)硝酸根在酸性或堿性條件下都可以氧化鋁，生成氮的化合物，但是產(chǎn)物中沒有氮的化合物，所以該無色溶液中含有的離子為Na+、OH- 。