Question

8．大气中SO₂和NO_x是形成酸雨的主要物质．某地酸雨中可能含有下列离子：Na⁺、Mg²⁺、NH₄⁺、Cl^-、SO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-和NO₂^-等．某研究小组取该地一定量的酸雨，浓缩后将所得试液分成4份，进行如下实验：第一份滴加适量的淀粉KI溶液，呈蓝色；第二份滴加用盐酸酸化的BaCl₂溶液，有白色沉淀析出；第三份滴加NaOH溶液，加热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；第四份加入足量硝酸酸化的AgNO₃溶液，有沉淀产生，静置，在上层清液中滴加酸性KMnO₄溶液，不褪色．已知：K_sp（Ag₂SO₄）=1.20×10^-5
请回答下列问题：
（1）该酸雨中肯定存在的离子有SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺；肯定不存在的离子有SO₃^2-、NO₂^-；SO₃^2-，说明其不存在的理由：SO₃^2-具有较强的还原性，酸性条件下，与NO₃^-不能共存；若有NO₂^-，能使酸性KMnO₄溶液褪色．
（2）写出试液中滴加淀粉KI溶液所发生反应的离子方程式：6I^-+2NO₃^-+8H⁺=3I₂+2NO↑+4H₂O．
（3）设计实验方案，检验该试液中是否存在Cl^-：取少量试液，滴加足量的Ba（NO₃）₂溶液，静置，取上层清液，滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，若有白色沉淀产生，则存在Cl^-．
（4）该研究小组为了探究NO参与的硫酸型酸雨的形成，在烧瓶中充入含有少量NO的SO₂气体，慢慢通入O₂，该过程中发生的化学反应有2NO+O₂=2NO₂、NO₂+SO₂=SO₃+NO，再喷射适量蒸馏水即得硫酸型酸雨．说明NO的作用：催化剂．

Answer 1

分析 （1）滴加适量的淀粉KI溶液，呈蓝色，说明在该酸性溶液中有一种能将碘离子氧化为碘单质的离子存在，而这样的离子只有NO₃^-，故一定含有NO₃^-，就一定不会含有SO₃^2-，因为SO₃^2-具有较强的还原性，酸性条件下，与NO₃^-不能共存；滴加用盐酸酸化的BaCl₂溶液，有白色沉淀析出，故一定含有SO₄^2-；滴加NaOH溶液，加热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则有氨气生成，故一定含有NH₄⁺；加入足量硝酸酸化的AgNO₃溶液，有沉淀产生，静置，在上层清液中滴加酸性KMnO₄溶液，不褪色，一定不含NO₂^-，若有NO₂^-，能使酸性KMnO₄褪色，而氯离子的存在与否不能判断，根据离子共存的知识来确定溶液中的离子的存在与否；
（2）硝酸能将碘离子氧化，单质碘能使淀粉KI溶液呈蓝色来分析；
（3）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；
（4）一氧化氮具有还原性，很容易被氧气氧化，二氧化氮能将二氧化硫氧化，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：（1）滴加适量的淀粉KI溶液，呈蓝色，说明在该酸性溶液中有一种能将碘离子氧化为碘单质的离子存在，而这样的离子只有NO₃^-，故一定含有NO₃^-，就一定不会含有SO₃^2-，因为SO₃^2-具有较强的还原性，酸性条件下，与NO₃^-不能共存；滴加用盐酸酸化的BaCl₂溶液，有白色沉淀析出，故一定含有SO₄^2-；滴加NaOH溶液，加热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则有氨气生成，故一定含有NH₄⁺；加入足量硝酸酸化的AgNO₃溶液，有沉淀产生，静置，在上层清液中滴加酸性KMnO₄溶液，不褪色，一定不含NO₂^-，若有NO₂^-，能使酸性KMnO₄褪色，而氯离子的存在与否不能判断，因为硫酸根已经存在，
故答案为：SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺；SO₃^2-、NO₂^-；SO₃^2-具有较强的还原性，酸性条件下，与NO₃^-不能共存；若有NO₂^-，能使酸性KMnO₄溶液褪色；
（2）硝酸氧化碘离子的离子方程式为：6I^-+2NO₃^-+8H⁺=3I₂+2NO↑+4H₂O，故答案为：6I^-+2NO₃^-+8H⁺=3I₂+2NO↑+4H₂O；
（3）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；
故答案为：取少量试液，滴加足量的Ba（NO₃）₂溶液，静置，取上层清液，滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，若有白色沉淀产生，则存在Cl^-；
（4）一氧化氮具有还原性，很容易被氧气氧化，方程式为：2NO+O₂=2NO₂，二氧化氮能将二氧化硫氧化，方程式为NO₂+SO₂=SO₃+NO，整个过程一氧化氮的质量没有变化，故在反应中作催化剂，
故答案为：2NO+O₂=2NO₂；NO₂+SO₂=SO₃+NO；催化剂．

点评 本题是对离子共存知识以及离子的检验知识的考查，该题型是现在考试的热点和难点．