Question

某同学为研究硝酸与镁的反应，进行图示实验，实验现象及相关数据如下：(a)A中为一定浓度的硝酸与Mg片发生反应，生成的气体通过B后，在B中只生成一种盐，剩余气体遇空气不变色，其体积为原体积的一半。(b)从C进入D中的气体有两种，且体积比为1∶1。(c)将D加热一段时间后，E中干燥的红色石蕊试纸逐渐变蓝。(设实验前，装置中的空气已排尽；气体的体积均在同温同压下测定)

已知2NO₂＋2NaOH===NaNO₃＋NaNO₂＋H₂O，NO₂＋NO＋2NaOH===2NaNO₂＋H₂O，且水蒸气的体积忽略不计，实验中的液体药品均过量。请回答：

(1)硝酸与Mg片反应生成的气体成分是________________________________ ____________________________________________(用化学式表示)。

(2)硝酸在装置A的反应中所表现的性质有_________________________ ____________________________________________________。

(3)写出D中发生反应的化学方程式：______________________________ ____________________________________________________________。

(4)若向反应后的A中加入足量的NaOH固体，使产生的气体全部逸出，其体积为硝酸与Mg片反应生成的气体体积的(同温同压)，写出符合上述实验事实的硝酸与Mg片反应的离子方程式_______________________________ ___________________________________________________________。

Answer 1

解析　NO₂与NaOH溶液反应的化学方程式为2NO₂＋2NaOH===NaNO₃＋NaNO₂＋H₂O，NO与NaOH溶液不反应，但有NO₂＋NO＋2NaOH===2NaNO₂＋H₂O，结合(a)说明产物中有NO和NO₂两种气体且两者的体积之比为1∶1。结合(a)(b)知Mg和HNO₃反应的产物中有4种气体，且物质的量相等。结合(c)可知进入E中的气体是NH₃和水蒸气，反推知从C进入D中的气体由N₂和H₂组成。通过(4)说明HNO₃的还原产物中还存在NH，其物质的量和每一种气体的物质的量相等，最后可根据得失电子守恒把离子方程式配平。

答案　(1)NO、NO₂、N₂、H₂　(2)酸性、氧化性

(3)Fe₂O₃＋3H₂2Fe＋3H₂O

N₂＋3H₂2NH₃

(4)12Mg＋30H^＋＋5NO===12Mg^2＋＋NH＋NO₂↑＋NO↑＋N₂↑＋H₂↑＋12H₂O