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，取出兩份相同的樣品溶液于試管中，向一份樣品溶液中加入過(guò)量的鹽酸，產(chǎn)生無(wú)色氣泡；向另一份樣品溶液中滴加過(guò)量的氯化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理實(shí)驗(yàn)步驟，在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，給出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．僅限選擇的儀器和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、膠頭滴管、量筒、集氣瓶、鐵架臺(tái)、漏斗、濾紙、酒精燈、1mol?L^-1硫酸、2mol?L^-1鹽酸、2mol?L^-1硝酸、1mol?L^-1氯化鋇、澄清石灰水、蒸餾水．
完成下列探究過(guò)程：
（1）提出假設(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

（2）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．（可不填滿，也可增加步驟）

步驟編號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
①	用膠頭滴管取少量樣品溶液加入試管中，再用膠頭滴管取過(guò)量的1mol?L-1氯化鋇溶液并滴加到此試管中，充分反應(yīng)后，靜置，然后過(guò)濾，將沉淀和濾液分別裝入另外的兩個(gè)試管中	產(chǎn)生白色沉淀
②
③
④

Answer 1

分析：（1）向一份樣品溶液中加入過(guò)量的鹽酸，產(chǎn)生無(wú)色氣泡，說(shuō)明溶液中含有CO₃^2-和HCO₃^-的一種或兩種；向另一份樣品溶液中滴加過(guò)量的氯化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明溶液中可能有CO₃^2-和SO₄^2-中的一種或兩種；
（2）欲證明溶液中只有HCO₃^-和SO₄^2-，只需要在此實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上增加一個(gè)排除CO₃^2-存在的實(shí)驗(yàn)即可．

解答：解：（1）向一份樣品溶液中加入過(guò)量的鹽酸，產(chǎn)生無(wú)色氣泡，說(shuō)明溶液中含有CO₃^2-和HCO₃^-的一種或兩種；向另一份樣品溶液中滴加過(guò)量的氯化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明溶液中可能有CO₃^2-和SO₄^2-中的一種或兩種．故溶液中離子的存在有四種可能性：①溶液中只存在CO₃^2-；②溶液中存在CO₃^2-和HCO₃^-；③溶液中存在CO₃^2-和SO₄^2-；④溶液中存在HCO₃^-和SO₄^2-，
故答案為：假設(shè)2：溶液中存在CO₃^2-和HCO₃^-；假設(shè)3、溶液中存在CO₃^2-和SO₄^2-（2和3順序不限）；
（2）欲證明溶液中只有HCO₃^-和SO₄^2-，只需要在此實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上增加一個(gè)排除CO₃^2-存在的實(shí)驗(yàn)即可．故可先向溶液中加入過(guò)量的氯化鋇溶液過(guò)濾，然后向生成的白色沉淀中滴加過(guò)量的鹽酸，觀察沉淀是否溶解，沉淀不溶解，說(shuō)明原溶液中一定含有SO₄^2-，而無(wú)CO₃^2-；向?yàn)V液中加入稀硝酸或稀鹽酸來(lái)證明HCO₃^-的存在，
故答案為：②往裝有沉淀的試管中加入過(guò)量的2mol/L鹽酸；沉淀不溶解，說(shuō)明原溶液中一定含有SO₄^2-而無(wú)CO₃^2-；
③往裝有濾液的試管中加入2mol/L鹽酸；出現(xiàn)無(wú)色氣泡，說(shuō)明原溶液中含有HCO₃^-．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)的檢驗(yàn)及鑒別，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵，注意物質(zhì)性質(zhì)的差異即可解答，題目難度不大．