Question

某溶液中可能含有C

O

2- 3

、S

O

2- 4

、HC

O

- 3

三種離子中的一種或兩種，為探究其組成，某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組結(jié)合化學(xué)知識提出猜想與假設(shè)，并設(shè)計(jì)一系列實(shí)驗(yàn)．試完成該小組對該溶液的探究：
（1）初步實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)（一）：取一支試管加入2mL樣品溶液，加入過量的鹽酸，有無色氣泡冒出．
實(shí)驗(yàn)（二）：取一支試管加入2mL樣品溶液，加入過量氯化鋇溶液，有白色沉淀生成．
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)（一）和實(shí)驗(yàn)（二）

 

（填“能”或“不能”）判斷該溶液的組成．
（2）提出假設(shè)：學(xué)習(xí)小組在上面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出四種合理假設(shè)．
假設(shè)1：溶液中只存在C

O

2- 3

．
假設(shè)2：

 

．
假設(shè)3：

 

．
假設(shè)4：溶液中存在S

O

2- 4

、HC

O

- 3

．
（3）基于假設(shè)4設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，將實(shí)驗(yàn)操作、預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論填在下表中．（不一定填滿）

步驟編號	實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
①
②
③
④

僅限選擇的儀器、用品和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、膠頭滴管、量筒、集氣瓶、鐵架臺、漏斗、濾紙、酒精燈；1mol/L硫酸、2mol/L鹽酸、2mol/L硝酸、1、mol/L氯化鋇溶液、澄清石灰水、蒸餾水．

Answer 1

考點(diǎn)：常見離子的檢驗(yàn)方法

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）某溶液中可能含有CO₃^2-、SO₄^2-、HCO₃^-三種離子中的一種或兩種，為探究其組成，取出兩份相同的樣品溶液于試管中，向一份中加入過量的鹽酸，產(chǎn)生無色氣泡，證明可能含有CO₃^2-、HCO₃^-，或二者混合物；向另一份中滴加過量的氯化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，證明可能含有CO₃^2-、SO₄^2-，或二者混合物；
（2）某溶液中可能含有CO₃^2-、SO₄^2-、HCO₃^-三種離子中的一種或兩種；為探究其組成，可提出假設(shè)，
假設(shè)l：溶液中存在CO₃^2-假設(shè)2：溶液中存在CO₃^2-、HCO₃；
假設(shè)3：溶液中存在CO₃^2-、SO₄^2-；假設(shè)4：溶液中存在SO₄^2-、HCO₃^-；
（3）本題探究溶液中離子的組成，根據(jù)CO₃^2-、SO₄^2-、HCO₃^-的性質(zhì)，根據(jù)離子的性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，選擇合適的儀器和試劑；
CO₃^2-、SO₄^2-和氯化鋇溶液反應(yīng)生成BaCO₃、BaSO₄沉淀，BaCO₃能溶于鹽酸，BaSO₄不溶于水也不溶于酸；HCO₃^-和鹽酸反應(yīng)生成無色無味能使澄清石灰水變渾濁的氣體．

解答： 解（1）某溶液中可能含有CO₃^2-、SO₄^2-、HCO₃^-三種離子中的一種或兩種，為探究其組成，取出兩份相同的樣品溶液于試管中，向一份中加入過量的鹽酸，產(chǎn)生無色氣泡，證明可能含有CO₃^2-、HCO₃^-，或二者混合物；向另一份中滴加過量的氯化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，證明可能含有CO₃^2-、SO₄^2-，或二者混合物；所以根據(jù)實(shí)驗(yàn)（一）和實(shí)驗(yàn)（二）不能判斷判斷該溶液的組成，
故答案為：不能；
（2）某溶液中可能含有CO₃^2-、SO₄^2-、HCO₃^-三種離子中的兩種或三種．為探究其組成，可提出假設(shè)，
假設(shè)l：溶液中存在CO₃^2-假設(shè)2：溶液中存在CO₃^2-、HCO₃；
假設(shè)3：溶液中存在CO₃^2-、SO₄^2-；假設(shè)4：溶液中存在SO₄^2-、HCO₃^-；
故答案為：溶液中存在CO₃^2-、HCO₃；溶液中存在CO₃^2-、SO₄^2-；
（3）基于假設(shè)4，可設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，
①用膠頭滴管取少量溶液加入試管中，再用滴管取過量的lmol/L氯化鋇溶液并滴入其中，充分反應(yīng)后，靜置，然后過濾，將沉淀和濾液分別裝入另外的兩個試管B、C中，產(chǎn)生白色沉淀，說明原溶液中含有SO₄^2-；
②往裝有沉淀的試管中加入過量的2mol/L鹽酸，沉淀不溶解，說明原溶液中一定含有SO₄^2-，而無CO₃^2-；
③往裝有濾液的試管中加入2mol/L鹽酸；出現(xiàn)無色氣泡，說明原溶液中含有HCO₃^-，
故答案為：

步驟編號	實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
①	用膠頭滴管取少量溶液加入試管中，再用滴管取過量的lmol/L氯化鋇溶液并滴入其中，充分反應(yīng)后，靜置，然后過濾，將沉淀和濾液分別裝入另外的兩個試管中	產(chǎn)生白色沉淀
②	往裝有沉淀的試管中加入過量的2mol/L鹽酸	沉淀不溶解，說明原溶液中一定含有SO42-，而無CO32-；
③	往裝有濾液的試管中加入2mol/L鹽酸；	出現(xiàn)無色氣泡，說明原溶液中含有HCO3-．
④	．	．

．

點(diǎn)評：本題主要是考查同學(xué)們的綜合分析能力，不但要求同學(xué)們具備有關(guān)化合物的基礎(chǔ)知識，而且要有實(shí)驗(yàn)操作的經(jīng)歷和分析、解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題的能力；解題時(shí)需要認(rèn)真分析題目給出的條件，聯(lián)系實(shí)際，逐一分析推斷．