Question

19．金属铝在酸性或碱性溶液中均可与NO₃^-发生氧化还原反应，转化关系如下：

已知，气体D和F反应可生成盐，气体D和A溶液反应生成白色沉淀．
请回答下列问题：
（1）A和B两溶液混合产生白色沉淀，该白色沉淀的化学式Al（OH）₃
（2）C、E排入大气中会造成大气污染，在催化剂存在下，D可以将C、E转化为无毒的气态单质，该单质的电子式
（3）完成铝在碱性条件下与NO₃^-反应的离子方程式8Al+3NO₃^-+5OH^-+2H₂O=8AlO₂^-+3NH₃↑．
（4）过量D的水溶液与A溶液反应的离子方程式是3NH₃•H₂O+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3 NH₄⁺．
（5）D→C反应的化学方程式是4 NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$ 4NO+6 H₂O．
（6）除去气体C中的杂质气体E的化学方法：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO（用化学方程式表示）
（7）Al与NO₃^-在酸性条件下反应，Al与被还原的NO₃^-的物质的量之比是1：1．

Answer 1

分析 酸性溶液中铝被氧化生成Al³⁺，在碱性溶液中被氧化生成AlO₂^-，在酸性溶液中NO₃^-被还原生成NO，在碱性溶液中被还原生成氨气，氨气催化氧化可以生成一氧化氮和水，一氧化氮可以和氧气反应生成二氧化氮，故A为硝酸铝，B为偏铝酸盐，C为NO，D为氨气，E为二氧化氮，F为硝酸，然后结合元素化合物性质及化学用语来解答．

解答 解：酸性溶液中铝被氧化生成Al³⁺，在碱性溶液中被氧化生成AlO₂^-，在酸性溶液中NO₃^-被还原生成NO，在碱性溶液中被还原生成氨气，氨气催化氧化可以生成一氧化氮和水，一氧化氮可以和氧气反应生成二氧化氮，故A为硝酸铝，B为偏铝酸盐，C为NO，D为氨气，E为二氧化氮，F为硝酸．
（1）A和B两溶液混合铝离子与偏铝酸根离子水解：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，生成Al（OH）₃，故答案为：Al（OH）₃；
（2）氨气可以和一氧化氮或是二氧化氮发生氧化还原反应生成无毒气体单质为N₂，电子式为，故答案为：；
（3）由以上分析可知，铝在碱性条件下与NO₃^-反应的离子方程式为：8Al+3NO₃^-+5OH^-+2H₂O=8AlO₂^-+3NH₃↑，
故答案为：8Al+3NO₃^-+5OH^-+2H₂O=8AlO₂^-+3NH₃↑；
（4）氨水属于弱碱，即使过量也不能溶解氢氧化铝，反应离子方程式为：3NH₃•H₂O+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3 NH₄⁺，
故答案为：3NH₃•H₂O+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3 NH₄⁺；
（5）D生成C属于氨的催化氧化，反应方程式为：4 NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$ 4NO+6 H₂O，
故答案为：4 NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$ 4NO+6 H₂O；
（6）NO难溶于水，NO₂溶于生成NO，所以除去NO中混有的NO₂的方法是通入水中，反应方程式为：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，
故答案为：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；
（7）在反应中铝失去3个电子，NO₃^-的还原产物是NO，化合价由+5价降低到+2价，得到3个电子，依据得失电子守恒可知，Al与被还原的NO₃^-的物质的量之比是1：1，
故答案为：1：1．

点评 本题考查图框题有关物质的转化问题，侧重Al及其化合物转化的考查，明确发生的氧化还原反应推断各物质为解答的关键，难度中等．