Question

某研究性學(xué)習(xí)小組探究NO₃^-在不同環(huán)境中的氧化性．
（1）實驗一：
①試管a、b中均加入等濃度等體積的NaNO₃溶液和等質(zhì)量的銅片，加熱，無明顯現(xiàn)象；
②向試管a中加入VmL NaOH溶液，加熱，無明顯現(xiàn)象；
③向試管b中加入VmL稀H₂SO₄，加熱，可觀察到的現(xiàn)象是

 

．
實驗一的目的是

 

．
（2）實驗二：利用如圖裝置探究不同濃度HNO₃的氧化性．
①已知電流計指針偏轉(zhuǎn)方向足電子移動方向．將銅、鐵兩極同時插入濃HNO₃中，觀察到電流計指針指向銅，但迅速反轉(zhuǎn)，指針偏向鐵一端，此時鐵做

 

極（填“正”或“負(fù)”）；指針反轉(zhuǎn)的原因是

 

．
②將濃HNO₃改為稀HNO₃后，觀察到電流計指針指向銅，此時正極反應(yīng)式是

 

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Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）①試管a、b中均加入等濃度等體積的NaNO₃溶液和等質(zhì)量的銅片，加熱，無明顯現(xiàn)象；說明硝酸鈉和銅不反應(yīng)，即中性條件下硝酸根離子沒有強氧化性；
②向試管a中加入VmL NaOH溶液，加熱，無明顯現(xiàn)象；說明在堿性條件下硝酸根離子無強氧化性；
向試管b中加入VmL稀H₂SO₄，加熱，硝酸根離子在酸性條件下具有強氧化性，可把銅氧化成銅離子，本身被還原成一氧化氮；
由此可知實驗一的目的；
（2）①鐵在濃硝酸鈍化，故鐵銅組成的原電池放在濃硝酸中，鐵作正極；
②鐵比銅活潑，故放在稀硝酸中，鐵失電子，正極硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)．

解答： 解：（1）①試管a、b中均加入等濃度等體積的NaNO₃溶液和等質(zhì)量的銅片，加熱，無明顯現(xiàn)象；說明硝酸鈉和銅不反應(yīng)，即中性條件下硝酸根離子沒有強氧化性；
②向試管a中加入VmL NaOH溶液，加熱，無明顯現(xiàn)象；說明在堿性條件下硝酸根離子無強氧化性；
向試管b中加入VmL稀H₂SO₄，加熱，硝酸根離子在酸性條件下具有強氧化性，可把銅氧化成銅離子，本身被還原成一氧化氮，因此看到溶液變成藍(lán)色，溶液中有氣泡冒出，由此可知實驗一的目的為探究不同酸堿性溶液中硝酸根離子的氧化性；
故答案為：銅溶解，生成無色氣體，溶液由無色變化為藍(lán)色；探究硝酸根離子在酸堿性溶液中的氧化性；
（2）①鐵在濃硝酸鈍化形成了保護膜，阻止了鐵進一步和硝酸反應(yīng)，銅和硝酸反應(yīng)，故指針迅速偏轉(zhuǎn)，故鐵銅組成的原電池放在濃硝酸中，鐵作正極；
故答案為：正；鐵在濃硝酸中迅速氧化，在鐵表面形成一層致密的氧化物薄膜，阻止鐵與濃硝酸進一步反應(yīng)；
②鐵比銅活潑，故放在稀硝酸中，鐵失電子，正極硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：NO₃^-+3e^-+4H⁺=NO↑+2H₂O；
故答案為：NO₃^-+3e^-+4H⁺=NO↑+2H₂O．

點評：本題考查了硝酸根離子的氧化性的條件及硝酸濃度不同，產(chǎn)物不同的驗證，中等難度，要注意濃硝酸能使金屬鐵和鋁鈍化，易被忽落，為易錯點．