Question

4．分析城市空气样本，主要污染物为可吸入颗粒物pm2.5、SO₂、NOx等，其主要来源为燃煤和机动车尾气排放等．
某同学为检测样本中所含成份，将样本用蒸馏水处理制成待测试样，设计实验及实验现象如下：

①该实验能确认存在的阳离子是Na⁺、NH₄⁺、K⁺．
②该实验检测出样本中有NO₃^-，根据是（用化学方程式解释）3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，2NO+O₂=2NO₂．
③根据该实验能否确定样本中含有SO₃^2-，否（填“能”或“否”），若要确定SO₃^2-，所需的实验药品可以是酸性高锰酸钾溶液．

Answer 1

分析 ①含有钠离子的物质焰色反应为黄色，含有钾离子的物质透过钴玻璃焰色反应呈现紫色；铵根离子可以和强碱共热反应产生氨气，能使石蕊试纸变蓝；金属铜可以和硝酸反应产生硝酸铜、一氧化氮和水，一氧化氮遇到空气迅速变为红棕色，硝酸银中的银离子可以和氯离子之间反应生成氯化银白色沉淀，硫酸根离子可以和钡离子反应产生白色不溶于盐酸的沉淀，据此回答；
②金属铜可以和硝酸反应产生硝酸铜、一氧化氮和水，一氧化氮遇到空气迅速变为红棕色；
③根据亚硫酸根离子具有还原性，可以和硝酸之间反应得到硫酸根离子来回答．

解答 解：①物质焰色反应为黄色，所以含有钠离子，和强碱共热反应产生氨气，能使石蕊试纸变蓝，证明含有铵根离子，加入硝酸酸化的硝酸银会产生白色沉淀，证明含有氯离子或是亚硫酸根离子中的一种，先加盐酸再加入氯化钡，产生白色沉淀，证明含有硫酸根离子，溶液中加入几滴硫酸，再加入金属铜，可以产生红棕色的气体，证明原溶液含有硝酸根离子，透过钴玻璃观察焰色反应呈现紫色，证明含钾离子，一定含有的钾离子是Na⁺、NH₄⁺、K⁺，
故答案为：Na⁺、NH₄⁺、K⁺；    
②溶液中加入几滴硫酸，再加入金属铜，可以产生红棕色的气体，证明原溶液含有硝酸根离子，金属铜可以和硝酸反应产生硝酸铜、一氧化氮和水，一氧化氮遇到空气迅速变为红棕色，即：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，2NO+O₂=2NO₂，故答案为：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，2NO+O₂=2NO₂；
③根据该实验不能确定样本中含有SO₃^2-，加入硝酸酸化的硝酸银会产生白色沉淀，证明可能含有氯离子或是亚硫酸根离子中的一种，亚硫酸根离子可以和硝酸之间反应得到硫酸根离子，亚硫酸根离子可以使高锰酸钾褪色，但是硫酸根离子不能，可以采用高锰酸钾检验亚硫酸根离子的存在，故答案为：否；酸性高锰酸钾溶液．

点评 本题考查学生离子的检验知识，注意离子伴随的特征离子反应是解题的关键，难度中等．