Question

化學(xué)小組同學(xué)對酸的性質(zhì)很感興趣，向老師提出研究硝酸的性質(zhì)，老師高興答應(yīng)并帶領(lǐng)同學(xué)們進行了硝酸性質(zhì)的實驗探究．                                                        

【實驗設(shè)計】                                                

（1）將石蕊試液滴入稀硝酸中，預(yù)計石蕊試液由紫色變　　色．          

（2）將Zn片投入稀硝酸中，預(yù)計將產(chǎn)生氫氣．                         

【實驗驗證】同學(xué)們按上述設(shè)計做了實驗，卻發(fā)現(xiàn)石蕊變色后一會兒即褪去，Zn片投入稀HNO₃后，溶液中冒出氣泡，產(chǎn)生無色氣體A，在試管口氣體A變成紅棕色有刺激性氣味的氣體B．          

【提出問題】                                                

（1）石蕊試液變色后為何會褪色？                                

（2）上述產(chǎn)生的無色氣體是什么？硝酸具有哪些特性？                  

【查閱資料】看到如此異常的現(xiàn)象，在老師的指導(dǎo)下，同學(xué)們上網(wǎng)查到了下列資料：         

（1）硝酸可與Zn、Cu等多種金屬反應(yīng)生成相應(yīng)的硝酸鹽，但不生成H₂．           

（2）含有氮元素的某些氣態(tài)物質(zhì)的物理性質(zhì)                        

          NH₃            N₂              NO               NO₂

顏色      無色           無色            無色             紅棕色

溶解性    極易溶于水     不溶于水        不溶于水         可溶于水或硝酸

【猜想與分析】                                              

（1）小明同學(xué)認為石蕊變色后又褪色的原因是由于試管不干凈，含有其他雜質(zhì)造成的，要證明小明的觀點，應(yīng)進行的操作是　　．                                                    

（2）大家一致認同了紅棕色氣體B是NO₂，但對于無色氣體A及變化的原因有不同的看法：       

①小麗同學(xué)認為A是NH₃，但遭到大家的一致反對，原因是　　；          

②小強同學(xué)認為A是N₂，也遭到大家的一致反對，原因是　₂　；           

③經(jīng)討論，最終大家獲得了“A是NO”的共識．NO遇氧變成NO₂的化學(xué)方程式為　．          

【實驗探究】小紅同學(xué)對硝酸能與Cu反應(yīng)很感興趣，便取了一小塊銅片投入稀HNO₃中，發(fā)現(xiàn)Cu溶解，也出現(xiàn)上述Zn與稀HNO₃反應(yīng)的類似現(xiàn)象，確證生成了NO，并在老師的幫助下，測出恰好反應(yīng)的Cu和HNO₃的質(zhì)量比為8：21，由此獲得了Cu與稀HNO₃的反應(yīng)方程式為　　．                                     

【交流反思】根據(jù)探究結(jié)果可知，稀HNO₃能跟銅反應(yīng)的原因是硝酸具有氧化性．         

Answer 1

【考點】實驗探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律；書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式．         

【專題】簡單實驗方案的設(shè)計與評價；科學(xué)探究．                       

【分析】【實驗設(shè)計】（1）依據(jù)石蕊遇酸性溶液的變色情況進行分析；          

【猜想與分析】（1）設(shè)計一個干凈的試管進行對比試驗即可；             

（2）①依據(jù)氨氣極易溶于水，且不易被氧化分析判斷；                  

②依據(jù)氮氣化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定分析判斷；                             

③依據(jù)題干中的信息對化學(xué)方程式進行書寫即可；                       

【實驗探究】利用信息確定反應(yīng)物與生成物，依據(jù)Cu和HNO₃的質(zhì)量比確定化學(xué)方程式中兩者的化學(xué)計量數(shù)，并書寫相關(guān)的方程式．                                                    

【解答】解：【實驗設(shè)計】（1）石蕊遇酸性溶液會變紅，稀硝酸溶液呈酸性所以石蕊會變紅；          

【猜想與分析】（1）設(shè)計一個干凈的試管進行對比試驗，從而確定是否是雜質(zhì)影響了溶液顏色的變化，其操作為：取少量稀HNO₃于干凈的試管中，滴入石蕊試液．觀察實驗現(xiàn)象（或用干凈的試管重復(fù)上述實驗）；        

（2）依據(jù)氮元素某些氣態(tài)物質(zhì)的物理性質(zhì)可知：                        

①氨氣極易溶于水，且不易被氧化，所以該氣體不可能是氨氣；           

②由于氮氣化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，所以常溫下N₂在空氣中不能氧化成NO；      

③依據(jù)題干中的信息可知該反應(yīng)的反應(yīng)物是一氧化氮和氧氣產(chǎn)物是二氧化氮，其方程式為：2NO+O₂=2NO₂．           

【實驗探究】由題干信息可知反應(yīng)物是銅與硝酸與生成物是硝酸銅一氧化氮和水，此反應(yīng)的方程是3Cu+8HNO₃=3Cu （NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；                                               

故答案為：【實驗設(shè)計】（1）紅．                                  

【猜想與分析】（1）取少量稀HNO₃于干凈的試管中，滴入石蕊試液．觀察實驗現(xiàn)象；         

（2）①NH₃極易溶于水，大多數(shù)氣體會溶解在稀HNO₃中．且在常溫下NH₃不易被氧化成NO₂．           

②N₂的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，常溫下，N₂在空氣中不能氧化成NO₂．           

③2NO+O₂=2NO₂．                                              

【實驗探究】3Cu+8HNO₃=3Cu （NO₃）₂+2NO↑+4H₂O．                      

【點評】此題是一道實驗探究題，實驗探究題的常見模式一般是由題干提供新信息，然后利用這些新信息以及所學(xué)的知識對問題進行處理，從而訓(xùn)練學(xué)生獲取信息并處理問題的能力．