Question

18．大气中硫、氮的氧化物是形成酸雨的主要物质．某地酸雨中可能含有下列离子：Na⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Al³⁺、Cl^-、SO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-等．某研究小组取该地一定量的酸雨，浓缩后将所得澄清试液分成3份，进行如下实验：

试样	所加试剂	实验现象
第一份试液	滴加适量的淀粉KI溶液	呈蓝色
第二份试液	滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液	有白色沉淀
第三份试液	滴加NaOH溶液，加热，加入的NaOH溶液体积（V）与生成的沉淀、产生的气体（n）的关系如右图

请回答下列问题：（1）判断该酸雨中肯定不存在的离子是SO₃^2-、Ba²⁺
（2）写出试液中滴加淀粉KI溶液时发生反应的离子方程式：6I^-+2NO₃^-+8H⁺=2NO↑+3I₂+4H₂O
（3）第三份试液滴加NaOH溶液，加热整个过程中有多个反应，写出其中一个反应的离子方程式OH^-+H⁺=H₂O，NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（4）设计实验方案，检验该溶液中是否存在Cl^-：少量试液滴加足量的Ba（NO₃）₂溶液，静置取上层澄清液加HNO₃酸化的AgNO₃溶液，若有白色沉淀生成，则证明存在Cl^-．
（5）该小组为了探究NO参与硫酸型酸雨的形成过程，在烧瓶中充入含有少量NO的SO₂气体，再慢慢通入O₂，发生化学反应后，再喷洒适量蒸馏水即得硫酸型酸雨，则NO在上述反应中的作用是催化剂．

Answer 1

分析 滴加适量的淀粉KI溶液，显示蓝色，证明一定含有能将碘离子氧化的氧化性离子，所以一定会含有NO₃^-，一定不含有SO₃^2-，因为亚硫酸根离子具有强的还原性，易被氧化，酸性条件下和硝酸根离子不能共存，滴加用盐酸酸化BaCl₂溶液，出现白色沉淀，则一定含有SO₄^2-，和硫酸根离子反应的Ba²⁺一定不存在，滴加NaOH溶液，加热，加入的NaOH溶液，产生气体，一定是氨气，所以一定含有NH₄⁺，加入氢氧化钠产生沉淀，继续滴加氢氧化钠，沉淀会消失，所以一定含有Al³⁺，钠离子和氯离子是否存在不能判断，
（1）淀粉遇到碘单质变蓝色，硫酸钡是白色不溶于盐酸的沉淀，根据离子共存的知识来确定溶液中的离子的存在与否；
（2）根据单质碘能使淀粉KI溶液呈蓝色以及碘单质的产生情况来即可；
（3）氢氧根可以和氢离子发生中和反应，可以和铝离子发生反应，可以和铵根离子发生反应；
（4）根据氯离子的检验方法：加硝酸酸化的硝酸银后会产生白色沉淀，但要排除硫酸根的干扰；
（5）根据物质的性质来书写方程式，根据一氧化氮在反应中的特点来判断所起到的作用．

解答 解：滴加适量的淀粉KI溶液，显示蓝色，证明一定含有能将碘离子氧化的氧化性离子，所以一定会含有NO₃^-，一定不含有SO₃^2-，因为亚硫酸根离子具有强的还原性，易被氧化，酸性条件下和硝酸根离子不能共存，滴加用盐酸酸化BaCl₂溶液，出现白色沉淀，则一定含有SO₄^2-，和硫酸根离子反应的Ba²⁺一定不存在，滴加NaOH溶液，加热，加入的NaOH溶液，产生气体，一定是氨气，所以一定含有NH₄⁺，加入氢氧化钠产生沉淀，继续滴加氢氧化钠，沉淀会消失，所以一定含有Al³⁺，钠离子和氯离子是否存在不能判断．
（1）根据上述分析，知道酸雨中肯定不存在的离子是SO₃^2-、Ba²⁺，
故答案为：SO₃^2-、Ba²⁺；
（2）试液中滴加淀粉KI溶液后，硝酸的存在会将碘离子氧化为碘单质，发生的反应为：6I^-+2NO₃^-+8H⁺=2NO↑+3I₂+4H₂O，
故答案为：6I^-+2NO₃^-+8H⁺=2NO↑+3I₂+4H₂O；
（3）试液滴加NaOH溶液，氢离子、铵根离子、铝离子均会和其反应，实质依次是：OH^-+H⁺=H₂O，NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：OH^-+H⁺=H₂O，NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（4）氯离子可以和硝酸银之间反应生成白色不溶于硝酸的沉淀，但是要排除硫酸根离子的干扰，可以在加入硝酸银之前先加入硝酸钡，
故答案为：少量试液滴加足量的Ba（NO₃）₂溶液，静置取上层澄清液加HNO₃酸化的AgNO₃溶液，若有白色沉淀生成，则证明存在Cl^-；
（5）一氧化氮具有还原性，很容易被氧化，氧化后产物是二氧化氮，2NO+O₂=2NO₂，二氧化氮还可以将二氧化硫氧化，即NO₂+SO₂=SO₃+NO，整个过程中，一氧化氮的质量没有发生变化，起到催化剂的作用，
故答案为：催化剂．

点评 本题考查学生离子检验和离子共存方面的知识，主要是离子性质、离子特征反应现象、离子方程式书写等知识，综合性强，属于现在考试的热点和难点，题目难度中等．