Question

【題目】某校九年級“我們愛化學”活動小組的同學，在老師的指導(dǎo)下對稀硝酸的性質(zhì)進行了實驗探究。

（實驗設(shè)計）（1）將紫色石蕊溶液滴入稀硝酸中，預(yù)計紫色石蕊溶液由紫色變?yōu)?/span>_____色；

（2）將銅片加入稀硝酸中，觀察現(xiàn)象。

（實驗驗證）同學們按上述設(shè)計進行了實驗，卻發(fā)現(xiàn)紫色石蕊溶液變色后一會兒即褪去，銅片投入稀硝酸后，有氣泡冒出，產(chǎn)生無色氣體X，無色氣體X遇空氣變成紅棕色有刺激性氣味的氣體。

（提出問題）（1）紫色石蕊溶液變色后為何會褪色？

（2）上述產(chǎn)生的無色氣體X是什么？硝酸具有哪些特性？

（查閱資料）Ⅰ、硝酸具有強氧化性，可與Cu、Zn等多種金屬反應(yīng)生成相應(yīng)的硝酸鹽，但不會生成H2。

Ⅱ、某些氣態(tài)含氮物質(zhì)的物理性質(zhì)如下表所示：

物質(zhì)	N2	NH3	NO	NO2
顏色	無色	無色	無色	紅棕色
溶解性	不溶于水	極易溶于水	不溶于水	可溶于水

（猜想與分析）（1）小強同學認為紫色石蕊溶液變色后又褪色是由于試管不干凈，含有其他雜質(zhì)造成的，要證明小強的觀點，應(yīng)進行的操作是_____；

（2）大家一致認為紅棕色氣體是NO2，但對于無色氣體X及變化的原因有不同的觀點。

①小華同學認為氣體X是N2，但遭到大家的一致反對，理由是_____；

②小明同學認為氣體X是NH3，也遭到大家的一致反對，理由是_____；

③經(jīng)討論，最終大家獲得了氣體X是NO的共識。NO遇到空氣中的氧氣生成NO2的化學方程式為_____；

（表達交流）根據(jù)探究結(jié)果，請分析稀鹽酸和銅不反應(yīng)而稀硝酸卻能與銅反應(yīng)的原因：_____；

（反思拓展）（1）活動小組的同學對硝酸能與Zn反應(yīng)很感興趣，便取了一小塊鋅片投入稀硝酸中，發(fā)現(xiàn)鋅片溶解，也出現(xiàn)上述Cu與稀硝酸反應(yīng)的類似現(xiàn)象，確定生成了NO，并在老師的幫助下，測出恰好反應(yīng)時Zn和HNO3的質(zhì)量比為65：168，由此獲得了Zn與稀硝酸反應(yīng)的化學方程式為_____；

（2）活動小組的同學在老師的幫助下獲得了一定質(zhì)量分數(shù)的硝酸和鋅反應(yīng)對應(yīng)的產(chǎn)物：質(zhì)量分數(shù)為1%時生成NH4NO3；質(zhì)量分數(shù)為15%時生成N2O；質(zhì)量分數(shù)為50%時生成NO；質(zhì)量分數(shù)為80%時生成NO2，由此可以得到的規(guī)律是_____；

（3）將銅片加入足量的濃硝酸中，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后所得溶液呈綠色，活動小組的同學查閱資料得知，這是由于生成的紅棕色NO2溶解在溶液中引起的，請設(shè)計一個簡單的實驗證明：_____。

Answer 1

【答案】紅 用干凈的試管重復(fù)實驗 氮氣化學性質(zhì)很穩(wěn)定，所以常溫下氮氣在空氣中不能直接被氧化成二氧化氮 氨氣極易溶于水，且不易被氧化 銅的金屬活動性可知銅的活動性在氫后，所以不會與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，但由于硝酸具有強氧化性，所以能與銅反應(yīng)生成一氧化氮等物質(zhì) 硝酸的濃度越高，得到的化合物中氮元素的化合價越高 加熱綠色溶液，有紅棕色氣體產(chǎn)生，溶液變成藍色，則說明溶液呈綠色是由于生成的紅棕色NO2溶解在溶液中引起的

【解析】

實驗設(shè)計：

（1）將紫色石蕊溶液滴入稀硝酸中，紫色石蕊遇酸變紅，預(yù)計紫色石蕊溶液由紫色變?yōu)榧t色；

猜想與

（1）小強同學認為紫色石蕊溶液變色后又褪色是由于試管不干凈，含有其他雜質(zhì)造成的，要證明小強的觀點，應(yīng)進行的操作是用干凈的試管重復(fù)實驗；

（2）①小華同學認為氣體X是N2，但遭到大家的一致反對，理由是氮氣化學性質(zhì)很穩(wěn)定，所以常溫下氮氣在空氣中不能直接被氧化成二氧化氮；

②小明同學認為氣體X是NH3，也遭到大家的一致反對，理由是氨氣極易溶于水，且不易被氧化；

③NO遇到空氣中的氧氣生成NO2的，應(yīng)的化學方程式為；

表達交流：

根據(jù)探究結(jié)果，可知稀鹽酸和銅不反應(yīng)而稀硝酸卻能與銅反應(yīng)的原因：銅的金屬活動性可知銅的活動性在氫后，所以不會與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，但由于硝酸具有強氧化性，所以能與銅反應(yīng)生成一氧化氮等物質(zhì)；

反思拓展：

（1）由題干信息可知該反應(yīng)是鋅與硝酸反應(yīng)生成硝酸鋅、一氧化氮和水，設(shè)該方程式中鋅與硝酸的化學計量數(shù)分別為x、y，則有，可得，由此獲得了鋅與稀硝酸反應(yīng)的化學方程式為 ；

（2）活動小組的同學在老師的幫助下獲得了一定質(zhì)量分數(shù)的硝酸和鋅反應(yīng)對應(yīng)的產(chǎn)物：質(zhì)量分數(shù)為1%時生成硝酸銨；質(zhì)量分數(shù)為15%時生成一氧化二氮；質(zhì)量分數(shù)50%時生成；質(zhì)量分數(shù)為80%時生成，由此可以得到的規(guī)律是：硝酸的濃度越高，得到的化合物中氮元素的化合價越高；

（3）氣體在水中的溶解度隨溫度的升高而減小，加熱后二氧化氮會從溶液中逸出，故設(shè)計的實驗方案為：加熱綠色溶液，有紅棕色氣體產(chǎn)生，溶液變成藍色，則說明溶液呈綠色是由于生成的紅棕色NO2溶解在溶液中引起的。