Question

7．某�；瘜W興趣小組為探究濃、稀硝酸與金屬鋁反應的異同，實驗裝置如圖1，請回答下列問題：
（1）A裝置的名稱為三頸燒瓶，實驗開始前先將A、B、C、D連接在一起，打開彈簧夾，通一段時間的氮氣，其目的為排凈體系內的空氣，防止對氣體產(chǎn)物的檢驗造成干擾．然后再關閉彈簧夾，連接E、F裝置．
（2）甲同學先向裝置A中滴加20mL稀硝酸，觀察到C中氣體為無色，D中導氣管口有氣泡冒出．試寫出此時A中反應的離子方程式為Al+4H⁺+NO₃^-=Al³⁺+NO↑+2H₂O，接下來他把稀硝酸換成濃硝酸，重復上述操作，觀察到C中氣體仍然為無色，D中導氣管口也有氣泡冒出．于是得出 結論：無論濃硝酸還是稀硝酸與金屬鋁反應生成的氣體產(chǎn)物相同．
你認為甲同學的結論是否正確否 （填“是”或“否”），加濃硝酸時“D中導氣管口也有氣泡冒出”是因為當加入20ml濃硝酸時就會排出20ml氮氣．
（3）乙同學用電化學方法來測定使鋁鈍化時硝酸的最低濃度，如圖2，向兩支具支試管中分別加入濃硝酸5.0mL（質量分數(shù)為65%，密度為1.4g/mL），將金屬絲插入溶液中，開始實驗時，觀察到靈敏電流計指針指向銅，此時電池的正極反應式為NO₃^-+e^-+2H⁺═NO₂↑+H₂O，但指針又迅速反轉．用盛蒸餾水的注射器緩慢向具支試管內加水并振蕩，當出現(xiàn)電流表的指針再次指向銅現(xiàn)象時，抽出金屬絲停止實驗．重復三次實驗得平均加水量為2.5mL，據(jù)此計算，使鋁鈍化的硝酸溶液的最低質量分數(shù)為47.9%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)儀器的構造可知儀器名稱為三頸燒瓶，通一段時間的氮氣，其目的為排凈體系內的空氣，防止對氣體產(chǎn)物的檢驗造成干擾；
（2）稀硝酸與金屬鋁反應產(chǎn)生無色氣體為NO，鋁在常溫下遇到濃硝酸會發(fā)生鈍化，由于裝置內部有氮氣，故同樣可以觀察到C中氣體仍然為無色，D中導氣管口也有氣泡冒出；
（3）銅失電子做負極，指針偏轉會指向銅，正極是溶液中硝酸根離子得到電子發(fā)生還原反應，電極反應為：NO₃^-+e^-+2H⁺═NO₂↑+H₂O，使鐵鈍化的硝酸最低濃度=$\frac{5.0×1.4×65%}{5.0×1.4+2.5}$×100%=47.9%．

解答 解：（1）根據(jù)儀器的構造可知儀器名稱為三頸燒瓶，通一段時間的氮氣，其目的為排凈體系內的空氣，若有空氣會對產(chǎn)生氣體的檢查產(chǎn)生干擾，故目的為排凈體系內的空氣，防止對氣體產(chǎn)物的檢驗造成干擾，
故答案為：三頸燒瓶；排凈體系內的空氣，防止對氣體產(chǎn)物的檢驗造成干擾；
（2）稀硝酸與金屬鋁反應產(chǎn)生無色氣體為NO，N的化合物價降低，鋁的化合物價升高，根據(jù)氧化還原方程式書寫方法書寫，其離子方程式為Al+4H⁺+NO₃^-=Al³⁺+NO↑+2H₂O；鋁在常溫下遇到濃硝酸會發(fā)生鈍化，生成致密的氧化膜，由于裝置內部有氮氣，故同樣可以觀察到C中氣體且仍然為無色，D中導氣管口也有氣泡冒出，這是因為當加入20ml 濃硝酸時就會排出20ml氮氣，此實驗不能說明濃硝酸、稀硝酸與金屬鋁反應生成相同的氣體產(chǎn)物，
故答案為：Al+4H⁺+NO₃^-=Al³⁺+NO↑+2H₂O；否；當加入20ml 濃硝酸時就會排出20ml氮氣；
（3）銅失電子做負極，指針偏轉由正極指向負極，會指向銅；正極是溶液中硝酸根離子得到電子發(fā)生還原反應，電極反應為：NO₃^-+e^-+2H⁺═NO₂↑+H₂O，用盛蒸餾水的注射器緩慢向具支試管內加水，相當與稀硝酸的反應，電流表的指針再次指向銅，使鐵鈍化的硝酸最低濃度=$\frac{5.0×1.4×65%}{5.0×1.4+2.5}$×100%=47.9%，
故答案為：銅；NO₃^-+e^-+2H⁺═NO₂↑+H₂O；電流表的指針再次指向銅；47.9%．

點評 本題考查了濃、稀硝酸與金屬鋁反應的異同，為物質的性質實驗探究題，弄清實驗原理是解題的關鍵，注意鋁在常溫下在濃硝酸中的鈍化，題目難度中等．