Question

（2012?保定一模）大氣中硫、氮的氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)．某地酸雨中可能含有下列離子：Na⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、Al³⁺、Cl^-、SO₃^2-、SO₄^2-、NO₃^-等．某研究小組取該地一定量的酸雨，濃縮后將所得澄清試液分成3份，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)_：

試樣	所加試劑	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
第一份試液	滴加適量的淀粉KI溶液	呈藍(lán)色
第二份試液	滴加用鹽酸鹽化的BaCl2溶液	有白色沉淀
第三份試液	滴加溶液，加熱，加入的氫氧化鈉溶液體積（V）與生成的沉淀、產(chǎn)生的氣體關(guān)系（n）如右圖．

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷該酸雨中肯定不存在的離子是

SO₃^2-、Ba²⁺

．
（2）寫(xiě)出試液中滴加淀粉KI溶液所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：

6I^-+2NO₃^-+8H⁺=3I₂+2NO↑+4H₂O

．
（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，檢驗(yàn)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(chǎn)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，再慢慢通入O₂，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，再?lài)姙⑦m量蒸餾水即得硫酸型酸雨，則NO在上述反應(yīng)中的作用是

催化劑

．
（5）在0.5L密閉容器內(nèi)加入NO₂和SO₂，為了測(cè)定在某種催化劑作用下反應(yīng)：NO₂（g）+SO₂（g）?NO（g）+SO₃（g）的反應(yīng)速率，在t⁰C用氣體傳感器測(cè)得不同時(shí)間的NO₂和SO₂濃度如表（均不考慮溫度變化對(duì)催化劑催化效率的影響）：

時(shí)間/s	0	1	2	3	4	5
c（NO2）/mol?L-1	1.00×10-3	4.50×10-4	2.50×10-4	1.50×10-4	1.00×10-4	1.00×10-4
c（SO2）/mol?L-1	3.60×10-3	3.05×10-3	2.85×10-3	2.75×10-3	2.70×10-3	2.70×10-3

①前2s內(nèi)NO的平均反應(yīng)速率v（NO）=

3.75×10^-4mol?L^-1?s^-1

．
②t℃該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=

3

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)離子共存的知識(shí)來(lái)確定溶液中的離子的存在情況，然后確定溶液中一定不存在的離子；
（2）根據(jù)單質(zhì)碘能使淀粉KI溶液呈藍(lán)色來(lái)分析；
（3）根據(jù)氯離子的檢驗(yàn)方法：加硝酸酸化的硝酸銀后會(huì)產(chǎn)生白色沉淀，但要排除硫酸根的干擾；
（4）根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)來(lái)書(shū)寫(xiě)方程式，根據(jù)一氧化氮在反應(yīng)中的特點(diǎn)來(lái)判斷所起到的作用；
（5）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算出一氧化氮的濃度，再根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算出前2s內(nèi)NO的平均反應(yīng)速率；
②根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)表達(dá)式結(jié)合表中達(dá)到平衡狀態(tài)各組分的濃度算出t℃該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)．

解答：解：（1）滴加適量的淀粉KI溶液，呈藍(lán)色，說(shuō)明在該酸性溶液中有一種能將碘離子氧化為碘單質(zhì)的離子存在，而這樣的離子只有NO₃^-，故一定含有NO₃^-，則一定不會(huì)含有SO₃^2-，因?yàn)镾O₃^2-具有較強(qiáng)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-，一定不含Ba²⁺，滴加NaOH溶液，加熱，產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則有氨氣生成，故一定含有NH₄⁺，加入氫氧化鈉溶液，有沉淀產(chǎn)生，直至消失，一定含Al³⁺，而氯離子、鈉離子的存在與否不能判斷，
所以一定存在的離子為：NO₃^-、SO₄^2-、Al³⁺、NH₄⁺；一定不存在的離子為：SO₃^2-、Ba²⁺；不能確定的離子：Na⁺、Cl^-，
故答案為：SO₃^2-、Ba²⁺；
（2）硝酸檢驗(yàn)氧化性，能夠氧化碘離子，反應(yīng)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(yàn)方法為：加硝酸酸化的硝酸銀后會(huì)產(chǎn)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(chǎn)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(gè)過(guò)程一氧化氮的質(zhì)量沒(méi)有變化，故在反應(yīng)中作催化劑，
故答案為：催化劑；
（5）①前2s內(nèi)，二氧化氮的濃度變化為：（1.00×10^-3-2.50×10^-4）mol/L=7.50×10^-4mol/L，反應(yīng)生成的一氧化氮濃度為：7.50×10^-4mol/L，
前2s內(nèi)NO的平均反應(yīng)速率v（NO）=

7.5×10-4mol、L

2s

=3.75×10^-4mol?L^-1?s^-1，
故答案為：3.75×10^-4mol?L^-1?s^-1；
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，4s后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，各組分的濃度為：c（NO₂）=1.00×10^-4mol/L，c（SO₂）=2.7×10^-3mol/L，一氧化氮和三氧化硫的濃度相等，且等于二氧化的氮濃度變化量，所以c（NO）=c（SO₃）=（1.00×10^-3-1.00×10^-4）=9.0×10^-4mol/L，
t℃該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=

(9.0×10-4)×(9.0×10-4)

(2.7×10-3)×(1.00×10-4)

=3，
故答案為：3．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了離子推斷、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算等知識(shí)，題目難度中等，該題型是現(xiàn)在考試的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力，提高學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力．