Question

[2012·北京怀柔一模]（11分）金属铝在酸性或碱性溶液中均可与NO₃^－发生氧化还原反应，转化关系如下：

已知：气体D和F反应可生成盐，气体D和A溶液反应生成白色沉淀。

请回答下列问题

（1）A和B两溶液混合产生白色沉淀，该白色沉淀的化学式         。

（2）C、E排入大气中会造成大气污染，在催化剂存在下，D可以将C、E转化为无毒的气态单质，该单质的电子式           。

（3）完成并配平下列离子方程式：Al＋NO₃^－＋OH^－＋H₂O—        ＋        。

（4）过量D的水溶液与A溶液反应的离子方程式是                    。

（5）D→C反应的化学方程式是                                。

（6）除去气体C中的杂质气体E的化学方法：                     (用化学方程式表示)。

（7）Al与NO₃^－在酸性条件下反应，Al与被还原的NO₃^－的物质的量之比是         。

 

Answer 1

【答案】

（11分）（1）Al(OH)₃   

（2）  

（3）8Al＋3NO₃^－＋5OH^－＋2H₂O＝8AlO₂^－＋3NH₃   　

（4）3NH₃·H₂O＋Al³⁺ ＝Al(OH)₃↓＋3 NH₄⁺ 

（5）4NH₃＋5O₂ 4NO＋6 H₂O

（6）3NO₂＋H₂O＝2HNO₃＋NO

（7）1:1

【解析】铝在酸性溶液中与NO₃^－发生氧化还原反应生成的A溶液中含Al³⁺，生成的气体C为NO， NO与O₂反应生成的E为NO₂，NO₂与H₂O生成的F为HNO₃，气体D可催化氧化成NO且与HNO₃反应生成盐，可推知D为NH₃。

（1）A溶液中含Al³⁺，A和B两种溶液可相互转化且两溶液混合产生白色沉淀，可推出B溶液中含AlO₂^－。Al³⁺和AlO₂^－在溶液中发生双水解反应的离子方程式为：Al³⁺＋3AlO₂^－＋   6 H₂O＝4Al(OH)₃↓。

（2）在催化剂存在下，NH₃与NO或NO₂发生氧化还原反应生成无毒的N₂和H₂O。

（3）结合前面的分析可知，金属铝在碱性溶液中与NO₃^－发生氧化还原反应生成AlO₂^－和NH₃，据此可写出该反应的离子方程式：8Al＋3NO₃^－＋5OH^－＋2H₂O＝8AlO₂^－＋3NH₃。

（4）解答本小题要注意NH₃·H₂O是弱碱，不能溶解Al(OH)₃。

（5）NH₃→NO的化学方程式为4NH₃＋5O₂ 4NO＋6 H₂O。

（6）用水可除去NO中的杂质NO₂，反应的化学方程式为3NO₂＋H₂O＝2HNO₃＋NO。

（7）Al与NO₃^－在酸性条件下反应的方程式为Al＋NO₃^－＋4H⁺＝Al³⁺＋NO↑＋2H₂O，据此可知Al与被还原的NO₃^－的物质的量之比为1:1