Question

19．大氣中SO₂和NO_x是形成酸雨的主要物質．某地酸雨中可能含有下列離子：Na⁺、Mg²⁺、NH₄⁺、Cl^-、SO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-和NO₂^-等．某研究小組取該地一定量的酸雨，濃縮后將所得試液分成4份，進行如下實驗：
第一份酸化后滴加適量的淀粉KI溶液，呈藍色；
第二份滴加用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，有白色沉淀析出；
第三份滴加NaOH溶液，加熱，產生的氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍；
第四份加入硝酸酸化的AgNO₃溶液，有沉淀產生，靜置，在上層清液中滴加酸性KMnO₄溶液，不褪色．
已知：K_sp（Ag₂SO₄）=1.20×10^-5，請回答下列問題：
（1）該酸雨中肯定存在的離子有；肯定不存在的離子有SO₃^2-、NO₂^-，說明其不存在的理由：SO₃^2-具有較強的還原性，酸性條件下，與NO₃^-不能共存；若有NO₂^-，能使酸性KMnO₄溶液褪色．
（2）寫出試液中滴加淀粉KI溶液所發生反應的離子方程式：6I^-+2NO₃^-+8H⁺=3I₂+2NO↑+4H₂O．
（3）設計實驗方案，檢驗該試液中是否存在Cl^-：取少量試液，滴加足量的Ba（NO₃）₂溶液，靜置，取上層清液，滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，若有白色沉淀產生，則存在Cl^-．
（4）該研究小組為了探究NO參與的硫酸型酸雨的形成，在燒瓶中充入含有少量NO的SO₂氣體，慢慢通入O₂，該過程中發生的化學反應有2NO+O₂=2NO₂、NO₂+SO₂=SO₃+NO，再噴射適量蒸餾水即得硫酸型酸雨，說明NO的作用：催化劑．

Answer 1

分析 （1）滴加適量的淀粉KI溶液，呈藍色，說明在該酸性溶液中有一種能將碘離子氧化為碘單質的離子存在，而這樣的離子只有NO₃^-，故一定含有NO₃^-，就一定不會含有SO₃^2-，因為SO₃^2-具有較強的還原性，酸性條件下，與NO₃^-不能共存；滴加用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，有白色沉淀析出，故一定含有SO₄^2-；滴加NaOH溶液，加熱，產生的氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，則有氨氣生成，故一定含有NH₄⁺；加入足量硝酸酸化的AgNO₃溶液，有沉淀產生，靜置，在上層清液中滴加酸性KMnO₄溶液，不褪色，一定不含NO₂^-，若有NO₂^-，能使酸性KMnO₄褪色，而氯離子的存在與否不能判斷，因為硫酸根已經存在；
（2）硝酸氧化碘離子的離子方程式為：6I^-+2NO₃^-+8H⁺=3I₂+2NO↑+4H₂O；
（3）根據氯離子的檢驗方法：加硝酸酸化的硝酸銀后會產生白色沉淀，但要排除硫酸根的干擾；
（4）根據物質的性質來書寫方程式，根據一氧化氮在反應中的特點來判斷所起到的作用．

解答 解：（1）滴加適量的淀粉KI溶液，呈藍色，說明在該酸性溶液中有一種能將碘離子氧化為碘單質的離子存在，而這樣的離子只有NO₃^-，故一定含有NO₃^-，就一定不會含有SO₃^2-，因為SO₃^2-具有較強的還原性，酸性條件下，與NO₃^-不能共存；滴加用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，有白色沉淀析出，故一定含有SO₄^2-；滴加NaOH溶液，加熱，產生的氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，則有氨氣生成，故一定含有NH₄⁺；加入足量硝酸酸化的AgNO₃溶液，有沉淀產生，靜置，在上層清液中滴加酸性KMnO₄溶液，不褪色，一定不含NO₂^-，若有NO₂^-，能使酸性KMnO₄褪色，而氯離子的存在與否不能判斷，因為硫酸根已經存在，
故答案為：SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺；SO₃^2-、NO₂^-；SO₃^2-具有較強的還原性，酸性條件下，與NO₃^-不能共存；若有NO₂^-，能使酸性KMnO₄溶液褪色；
（2）硝酸氧化碘離子的離子方程式為：6I^-+2NO₃^-+8H⁺=3I₂+2NO↑+4H₂O，故答案為：6I^-+2NO₃^-+8H⁺=3I₂+2NO↑+4H₂O；
（3）氯離子的檢驗方法：加硝酸酸化的硝酸銀后會產生白色沉淀，但要排除硫酸根的干擾；故答案為：取少量試液，滴加足量的Ba（NO₃）₂溶液，靜置，取上層清液，滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，若有白色沉淀產生，則存在Cl^-；
（4）一氧化氮具有還原性，很容易被氧氣氧化，方程式為：2NO+O₂=2NO₂，二氧化氮能將二氧化硫氧化，方程式為NO₂+SO₂=SO₃+NO，整個過程一氧化氮的質量沒有變化，故在反應中作催化劑，故答案為：2NO+O₂=2NO₂；NO₂+SO₂=SO₃+NO；催化劑．

點評 本題是對離子共存知識以及離子的檢驗知識的考查，該題型是現在考試的熱點和難點．