Question

（1４分）
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）該同學分析：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：

（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。習題中的無色溶液一定能大量存在的是Na⁺和OH^-。

Answer 1

（1４分）
（1）還原性
（2）① 6H⁺ + Al₂O₃ ="=" 2Al³⁺ + 3H₂O
② a.NO₂
b. 對比實驗，排除氧氣使濕潤的淀粉KI試紙變藍的可能
c. 1，1，4H⁺，1，1，2H₂O
（3）① NH₃
② 8Al +3NO₃^- + 5OH^-+ 2H₂O ="=" 3NH₃↑+ 8AlO₂^-
（4）2Al +2NaOH + 2H₂O ="=" 2NaAlO₂ + 3H₂↑

試題分析：（1）加入鋁粉產生H₂，說明鋁具有還原性；
（2）① 鹽酸溶解Al₂O₃薄膜，生成氯化鋁和水，離子方程式為6H⁺ + Al₂O₃ ="=" 2Al³⁺ + 3H₂O
②a.、淺棕色氣體是NO₂
b、實驗1的目的是與實驗2作對比，排除實驗2中氧氣使濕潤的淀粉KI試紙變藍的可能；
c、根據所學知識，Al與硝酸反應生成NO，所以反應物的空白應填寫“H⁺”，所以產物中應有水存在，再根據得失電子守恒法、觀察法配平方程式即可。配平后的離子方程式為：Al+NO₃^-+4H⁺=Al³⁺+NO↑+2H₂O
（3）①用濕潤紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍。則使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體是NH₃；
② 該反應有氨氣產生，說明Al與氫氧化鈉溶液、硝酸鈉溶液發生了氧化還原反應，離子方程式為：8Al +3NO₃^- + 5OH^-+ 2H₂O ="=" 3NH₃↑+ 8AlO₂^-；
（4）Al與單一氫氧化鈉溶液反應的化學方程式是2Al +2NaOH + 2H₂O ="=" 2NaAlO₂ + 3H₂↑。₃^-的氧化性的判斷，氨氣的檢驗，化學方程式、離子方程式的書寫