Question

【題目】某同學(xué)為研究硝酸與鎂的反應(yīng)，進(jìn)行圖示實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及相關(guān)數(shù)據(jù)如下：中為一定濃度的硝酸與Mg片發(fā)生反應(yīng)，生成的氣體通過B后，在B中只生成一種鹽，剩余氣體遇空氣不變色，其體積為原體積的一半；從C進(jìn)入D中的氣體有兩種，且體積比為1∶1；將D加熱一段時(shí)間后，E中干燥的紅色石蕊試紙逐漸變藍(lán)；設(shè)實(shí)驗(yàn)前，裝置中的空氣已排盡；氣體的體積均在同溫同壓下測定。

已知：，，且水蒸氣的體積忽略不計(jì)，實(shí)驗(yàn)中的液體藥品均過量．請回答：

（1）硝酸與Mg片反應(yīng)生成的氣體成分是______用化學(xué)式表示．

（2）硝酸在裝置A的反應(yīng)中所表現(xiàn)的性質(zhì)有______．

（3）寫出D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______．

（4）若向反應(yīng)后的A中加入足量的NaOH固體，使產(chǎn)生的氣體全部逸出，其體積為硝酸與Mg片反應(yīng)生成的氣體體積的同溫同壓，寫出符合上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)的硝酸與Mg片反應(yīng)的離子方程式______．

Answer 1

【答案】NO、、、 酸性、氧化性 N2+3H2 2NH3、3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O 12Mg+30H++5NO3-=12Mg2++NH4++NO2↑+NO↑+N2↑+H2↑+12H2O

【解析】

NO2氣體與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，NO與NaOH溶液不反應(yīng)，但有NO2，發(fā)生反應(yīng)NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，A產(chǎn)生的氣體通入B中，在B中只生成一種鹽，剩余氣體遇空氣不變色，說明A產(chǎn)生的氣體中有NO和NO2兩種氣體且兩者的比例為1∶1；結(jié)合(c)可知D中生成的氣體是NH3，同時(shí)有水生成，反推知由N2和H2合成，即進(jìn)入D中的氣體為N2和H2，二者體積之比為1∶1，二者體積之和等于NO和NO2兩種氣體的體積之和，故Mg和HNO3反應(yīng)生成的氣體有NO、NO2、N2、H24種，且物質(zhì)的量相等。

向反應(yīng)后的A中加入足量的NaOH固體，使產(chǎn)生的氣體全部逸出，該氣體為氨氣，說明HNO3的還原產(chǎn)物中還存在NH4+，氨氣體積為硝酸與Mg片反應(yīng)生成的氣體體積的(同溫同壓)，NH4+物質(zhì)的量和每一種氣體的物質(zhì)的量相等，最后根據(jù)得失電子守恒配平化學(xué)方程式，據(jù)此分析解答。

(1)由上述分析可知，硝酸與Mg片反應(yīng)生成的氣體成分是NO、NO2、N2、H2，故答案為：NO、NO2、N2、H2；

(2)反應(yīng)中硝酸中氮元素在產(chǎn)物中存在于硝酸鎂、硝酸銨、NO、NO2、N2中，N元素化合價(jià)部分變化，部分不變，故反應(yīng)中體現(xiàn)了硝酸的酸性、氧化性，故答案為：酸性、氧化性；

(3)由上述分析可知，D中生成NH3，同時(shí)有水生成，反應(yīng)方程式為：N2+3H2 2NH3、3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O，故答案為：N2+3H2 2NH3、3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O；

(4)向反應(yīng)后的A中加入足量的NaOH固體，使產(chǎn)生的氣體全部逸出，該氣體為氨氣，說明HNO3的還原產(chǎn)物中還存在NH4+，氨氣體積為硝酸與Mg片反應(yīng)生成的氣體體積的(同溫同壓)，NH4+物質(zhì)的量和每一種氣體的物質(zhì)的量相等，配平后反應(yīng)離子方程式為：12Mg+30H++5NO3-=12Mg2++NH4++NO2↑+NO↑+N2↑+H2↑+12H2O，故答案為：12Mg+30H++5NO3-=12Mg2++NH4++NO2↑+NO↑+N2↑+H2↑+12H2O。