Question

14．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⁺、Fe²⁺、NH₄⁺、Cl^-、SO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-等．某研究小组取该地一定量的酸雨，浓缩后将所得试液分成4份，进行如下实验：第一份酸化后滴加适量的淀粉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；第四份加入硝酸酸化的AgNO₃溶液，有沉淀产生．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-、Fe²⁺，说明其不存在的理由：SO₃^2-、Fe²⁺具有较强的还原性，酸性条件下，与NO₃^-不能共存．
（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．
（5）该研究小组为处理银器表面的黑斑（Ag₂S），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，Ag₂S转化为Ag，食盐水的作用为做电解质溶液，形成原电池，该过程的总反应式为2Al+3Ag₂S+6H₂O═2Al（OH）₃↓+6Ag+3H₂S↑．

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-、Fe²⁺；因为SO₃^2-、Fe²⁺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，由于存在SO₄^2-，则氯离子的存在与否不能判断；
（2）硝酸根离子在酸性条件下将碘离子氧化成碘单质；
（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）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；
（5）为处理银器表面的黑斑（Ag₂S），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，该装置构成原电池，食盐水作电解质溶液，促进溶液的导电性，根据题中信息写出反应方程式．

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-、Fe²⁺；因为SO₃^2-、Fe²⁺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，由于存在SO₄^2-，则氯离子的存在与否不能判断，
故答案为：SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺；SO₃^2-、Fe²⁺；SO₃^2-、Fe²⁺具有较强的还原性，酸性条件下，与NO₃^-不能共存；
（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，操作方法为：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^-，
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；
（5）该装置构成原电池，氯化钠溶液作电解质溶液，促进溶液的导电能力，反应的总方程式为：2Al+3Ag₂S+6H₂O═2Al（OH）₃↓+6Ag+3H₂S↑，
故答案为：做电解质溶液，形成原电池；2Al+3Ag₂S+6H₂O═2Al（OH）₃↓+6Ag+3H₂S↑．

点评 本题考查了常见离子的检验方法，题目难度中等，涉及离子推断、离子方程式、化学方程式书写等知识，明确常见离子的性质及检验方法为解答关键，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生的分析、理解能力及灵活应用能力．