Question

铁元素、氮元素有多种可变价态，在氧化还原反应中常以不同价态出现，根据题中信息，完成下列填空：

(1)金属与硝酸反应通常还会生成NO和NO₂，当n(NO): n(NO₂)<1时，产生的气体可以完全被氢氧化钠溶液吸收，写出除去这两种气体的方法，以化学方程式表示_________、_______

(2)室温下，0.1mol/L的亚硝酸、次氯酸钠的电离常数HNO₂：K_i =7.1× 10^-4， HClO: K_i =2.98× 10^-8，将0.1mol/L的亚硝酸稀释100倍，c(H⁺)=将(填“不变”、“增大”、“减小”)_______；K_i值将(填“不变”、“增大”、“减小”)_______。写出HNO₂、HClO、NaNO₂、NaClO四种物质，可能相互之间发生的离子互换反应的离子方程式_________。

(3)亚硝酸钠与氯酸钠都是白色粉末，且都有咸味，但亚硝酸盐都有毒性，通常它们可以通过加入热的白醋鉴别，亚硝酸钠遇到白醋会产生红棕色刺激性气味气体，该气体为______；实验室鉴别氯化钠和亚硝酸钠的方法之一是测定等浓度NaNO₂、NaClO的pH，其鉴别的理由是______________。

(4)现有11.2g铁单质恰好与稀硝酸反应，生成无污染的单质气体，该单质气体为________，在反应后的溶液中加入铜粉，铜粉可以继续溶解，且无气体生成，铁与稀硝酸的反应产物中一定含有的金属阳离子是______，若反应后的溶液最多可溶解铜粉6.4g，写出上述过程中铁与稀硝酸反应的化学方程式___________。

Answer

2NaOH+ NO2+ NO = 2NaNO2 +H2O 2NaOH+NO2 = NaNO2 + NaNO3 + H2O 减小 不变 HNO2+ClO2-=NO2- + HClO NO2 亚硝酸是弱酸，亚硝酸钠水解显碱性，氯化钠不水解，为中性，所以他们同浓度的盐溶液的pH不同 N2 Fe3+ 10Fe+36HNO3 =10Fe(NO3)3+3N2↑+18H2O

【解析】

(1) NO、NO2按1: 1混合时，与三氧化二氮，与氢氧化钠反应生成亚硝酸钠，由于n(NO):n(NO2)<1，上述反应剩余二 氧化氮，二氧化氮与氢氧化钠反应生成硝酸钠、亚硝酸钠与水；
(2)亚硝酸为弱电解质，亚硝酸稀释，电离程度虽然增大，但溶液中氢离子浓度降低；其电离常数只与温度有关；

(3)红棕色刺激性气味气体为NO2；亚硝酸是弱酸，亚硝酸钠水解显碱性，氯化钠不水解，溶液为中性；
(4)铁单质恰好与稀硝酸反应，生成无污染的单质气体，该单质气体为N2，在反应后的溶液中加入铜粉，铜粉可以继续溶解，且无气体生成，则溶液中含有Fe3+ ，根据电子转移守恒，书写反应方程式。

(1)NO、NO2按1:1混合时，与三氧化二氮，与氢氧化钠反应生成亚硝酸钠，由于n(NO): n(NO2) < 1，上述反应剩余二氧化氮，二氧化氮与氢氧化钠反应生成硝酸钠、亚硝酸钠与水，相应化学方程式为: 2NaOH+ NO2+ NO = 2NaNO2 +H2O；2NaOH+NO2 = NaNO2 + NaNO3 + H2O，故答案为：2NaOH+ NO2+ NO = 2NaNO2 +H2O (2). 2NaOH+NO2 = NaNO2 + NaNO3 + H2O；

(2)亚硝酸为弱电解质，亚硝酸稀释，电离程度虽然增大，但溶液中氢离子浓度降低；其电离常数只与温度有关，与浓度无关，K值不发生变化；由相同浓度亚硝酸、次氯酸电离常数可知，亚硫酸酸性比次氯酸强，可能相互之间发生的离子互换，反应的离子方程式为：HNO2+ClO2-=NO2- + HClO，故答案为：减小；不变；HNO2+ClO2-=NO2- + HClO；

(3)红棕色刺激性气味气体为NO2；亚硝酸是弱酸，亚硝酸钠水解显碱性，氯化钠不水解，溶液为中性，所以他们同浓度的盐溶液的pH不同，故答案为：NO2；亚硝酸是弱酸，亚硝酸钠水解显碱性，氯化钠不水解，为中性，所以他们同浓度的盐溶液的pH不同；

(4)铁单质恰好与稀硝酸反应，生成无污染的单质气体，该单质气体为N2，在反应后的溶液中加入铜粉，铜粉可以继续溶解，且无气体生成，则溶液中含有Fe3+，6.4gCu为0.1mol，根据电子转移守恒，溶液中n(Fe3+)== 0.2mol，而n(Fe)=，由Fe元素守恒可知反应生成Fe(NO3)3，该反应方程式为：10Fe+36HNO3 =10Fe(NO3)3+3N2↑+18H2O，故答案为：N2； Fe3+ ；10Fe+36HNO3 =10Fe(NO3)3+3N2↑+18H2O。