Question

【題目】一位同學在復習時遇到這樣一道習題：某無色溶液中可能含有“H+、OH-、Na+、NO3-”，加入鋁粉后，只產生H2，問該無色溶液中能大量存在哪幾種離子。

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

（2）該同學若H+大量存在，則NO3-就不能大量存在。設計實驗證實如下：

裝 置	現 象
	ⅰ. 實驗初始，未見明顯現象 ⅱ. 過一會兒，出現氣泡，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根據現象ⅱ，推測溶液中產生了NO，為進一步確認，進行如下實驗：

實驗	內容	現象
實驗1	將濕潤KI—淀粉試紙置于空氣中	未變藍
實驗2	用濕潤KI—淀粉試紙檢驗淺棕色氣體	試紙變藍

a．淺棕色氣體是____________。

b．實驗1的目的是_______________________________。

c．實驗1、2說明反應生成了NO，將生成NO的離子方程式補充完整：

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

（3）再假設：若OH-大量存在，NO3-也可能不能大量存在。重新設計實驗證實如下：

裝 置	現 象
	ⅰ. 實驗初始，未見明顯現象 ⅱ. 過一會兒，出現氣泡，有刺激性氣味

為確認“刺激性氣味”氣體，進行如下實驗：用濕潤KI—淀粉試紙檢驗，未變藍；用濕潤紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍。

①刺激性氣味的氣體是____________。

②產生該氣體的離子方程式是____________________________________。

（4）在NaOH溶液中加入鋁粉，結果只檢驗出有H2生成，其化學方程式是_________________________________。

（5）實驗結果證實：NO3-在酸、堿性環境中都有一定的氧化性，能氧化鋁單質，產生含氮化合物。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對比實驗，排除氧氣使濕潤的淀粉KI試紙變藍的可能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，只產生氫氣，因為硝酸有氧化性，則無色溶液中應為氫氧化鈉溶液。(1)加入鋁粉產生氫氣，鋁失去電子，具有還原性。(2) ①氧化鋁和鹽酸反應生成氯化鋁和水，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，由將濕潤的碘化鉀淀粉試紙置于空氣中未變藍，說明碘化鉀在空氣中不能被氧化，而用濕潤的碘化鉀淀粉試紙檢驗淺棕色氣體試紙變藍，則碘化鉀被氧化，即二氧化氮與水反應生成硝酸，再氧化碘離子生成碘單質。a．淺棕色的氣體為NO2；b．實驗1的目的是對比實驗，排除氧氣使濕潤的淀粉KI試紙變藍的可能。C.鋁和氫離子和硝酸根發生氧化還原反應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用濕潤的碘化鉀淀粉試紙檢驗，未變藍，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍，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生氧化還原反應生成氨氣，離子方程式為： 8Al +3NO3- + 5OH-+ 2H2O == 3NH3↑+ 8AlO2-； (4)氫氧化鈉溶液中加入鋁粉，結果只檢驗出氫氣生成，即反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應的方程式為： 2Al +2NaOH + 2H2O == 2NaAlO2 + 3H2↑；(5)經過實驗證實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- 。