Question

【題目】鹽酸硫酸和硝酸是三種常用的酸,為什么初中化學只介紹了鹽酸和硫酸,沒有介紹硝酸呢?興趣小組同學在實驗室發(fā)現一瓶硝酸,發(fā)現硝酸保存在棕色試劑瓶中,小組的同學對此產生了好奇，并對硝酸的部分性質進行如下探究。

[查閱資料]①棕色試劑瓶常用于保存見光易分解的物質;②NO是無色氣體，能與空氣中的氧氣迅速反應生成NO2,NO2是紅棕色氣體,低溫時轉化成液體N2O4;③相同條件下,氣體的體積比等于氣體分子數目之比;④無水氯化鈣可干燥NO、NO2、H2、O2等。

[提出問題]硝酸具有哪些化學性質?

[提出猜想]猜想一:硝酸不穩(wěn)定,易分解;

猜想二:稀硝酸可與鐵反應產生氫氣;

猜想三:硝酸能與氫氧化鈉反應。

[實驗探究]

	實驗操作	實驗現象	實驗結論
①	取少量濃硝酸于試管中,用酒精燈加熱	產生紅棕色氣體	猜想一正確
②	向稀硝酸中加入少量鐵粉	有氣泡產生，氣體在試管口由無色變?yōu)榧t棕色，鐵粉逐漸溶解，得到黃色溶液	猜想二不正確
③	向稀硝酸中滴加氫氧化鈉溶液	無明顯現象	猜想三不正確

[交流討論]（1）小明認為鐵與稀硝酸反應產生的氣體是NO,他的依據是___________________。

（2）小江認為實驗③的結論不嚴謹,他重新設計方案驗證猜想三，請補充小江的實驗報告:

實驗操作	實驗現象	實驗結論
_______________。	_______________。	猜想三正確

[繼續(xù)探究]為驗證硝酸分解的氣體產物,在老師的指導下,小組同學設計如圖裝置:

[實驗步驟] I.關閉K2,打開K,加熱觀察到有紅棕色氣體產生,當有紅棕色氣體由導管口a逸出時,將帶火星的木條放在導管口a處,觀察到木條復燃;

II.打開K2,關閉K1,一段時間后,試管1中出現無色液體,試管2中無明顯現象,將帶火星的木條放在導管口b處,觀察到木條復燃。經進一步實驗確認濃硝酸分解的產物有三種,則濃硝酸分解產生的氣體為____________。

[知識拓展]小江分析上述實驗后,認為二氧化氮具有助燃性,請說明理由_____________。

Answer 1

【答案】參加反應的物質中含有氮元素和氧元素，NO是無色氣體，能與空氣中氧氣反應生成紅棕色的NO2 先向氫氧化鈉溶液中滴加幾滴無色酚酞試液，再逐滴加人稀硝酸(合理即可) 滴加無色酚酞試液后顯紅色，加人稀硝酸后顏色變淺，最后變成無色(與上空對應) NO2、O2 由硝酸分解的產物可知硝酸分解的化學方程式,其中二氧化氮與氧氣的分子數目之比為4:1，即分解的氣體產物中二氧化氮與氧氣的體積比為4:1，二者的混合氣體能使帶火星的木條復燃，對比帶火星的木條在空氣中的現象可知二氧化氮具有助燃性(合理即可)。

【解析】

[交流討論]

（1）鐵和稀硝酸為反應物，從質量守恒定律中的元素守恒分析，可知反應生成的氣體可能是一氧化氮；從現象分析，鐵與稀硝酸反應產生的氣體開始無顏色，上升至試管口時變成紅棕色，根據[查閱資料]，可知一氧化氮是無色氣體，一氧化氮可與空氣中的氧氣迅速反應生成二氧化氮，二氧化氮是紅棕色氣體，所以鐵與稀硝酸反應生成的氣體是一氧化氮；

（2）氫氧化鈉與硝酸反應生成硝酸鈉和水，硝酸鈉易溶于水，所以反應無明顯現象，要證明反應確實發(fā)生了，可利用酸堿指示劑，先向氫氧化鈉溶液中滴加幾滴無色酚酞試液，再逐滴加人稀硝酸，觀察到溶液先變紅色，隨著稀硝酸的加入，溶液顏色逐漸變淺，最后變成無色，證明反應后的溶液中沒有氫氧化鈉，即氫氧化鈉與稀硝酸發(fā)生了反應；

[實驗步驟]

根據試管1中有無色液體產生，結合二氧化氮的性質可知，濃硝酸分解生成了二氧化氮，根據帶火星的木條放在導管口b處可以復燃，說明濃硝酸分解的產物中有氧氣，再結合濃硝酸的分解產物有三種，根據質量守恒定律可知，另一種產物是水，即濃硝酸分解生成的氣體為二氧化氮、氧氣；

[知識拓展]

氧氣能使帶火星的木條復燃，氧氣約占空氣體積的五分之一，空氣不能使帶火星的木條復燃，根據濃硝酸分解的化學方程式可知，濃硝酸分解產生的氣體中氧氣占氣體總體積的五分之一，根據實驗現象，濃硝酸分解產生的混合氣體可使帶火星的木條復燃，由此可知二氧化氮具有一定的助燃性。