Question

6．推理在問題解決過程中常涉及到．同學們要學會從實驗數(shù)據(jù)、物質已知的性質、題給信息等各種渠道收集證據(jù)，對物質的性質及其變化提出可能的假設；基于這些證據(jù)進行分析推理，最后形成科學結論．
（一） 有無色溶液，可能含有K⁺、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Cl^-、Ba²⁺、Cu²⁺中的一種或幾種，按以下步驟進行實驗：
①取100ml溶液往其中加入足量稀硫酸，有0.224L（標況下）氣體產生；
②另取100ml溶液滴加足量Ba（NO₃）₂溶液，有4.2g白色沉淀生成
③繼續(xù)向②中的溶液滴加足量NaOH溶液并加熱，產生刺激性氣味的氣體0.672L（標況下）；
根據(jù)以上事實判斷：
（1）肯定存在的是CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺、K⁺；
（2）肯定不存在的是Cu²⁺，Ba²⁺；
（3）不能確定是否存在的是Cl^-．請簡述證明該物質是否存在的實驗方案（實驗方法、現(xiàn)象、結論）將②所得混合物過濾，向濾液中加入硝酸酸化的硝酸銀，若產生白色沉淀，證明原溶液中含有氯離子，否則不含氯離子
（二）．某學習小組設計以下四個實驗探究氯水的成分，請根據(jù)表回答問題．

實驗序號	實驗方法	實驗現(xiàn)象	結論
①	將氯水滴加到AgNO3溶液中	生成白色沉淀
②	將氯水滴加到紫色石蕊試液中		氯水中不僅有H+還有HClO
③	將氯水滴加到淀粉-KI試紙上	淀粉-KI試紙變藍 （I2遇淀粉變藍）	氯水中有Cl2
④	將足量的氯水滴加到NaHCO3溶液中	有氣泡生成

（1）實驗①和實驗④得出的結論
①氯水中含有Cl^-，④氯水中含有H⁺．
（2）指出實驗②中的“實驗現(xiàn)象”為紫色石蕊先變紅后褪色．
（3）實驗③中的離子反應方程式Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂．

Answer 1

分析 （一）①無色溶液，說明不含Cu²⁺，加入稀硫酸產生氣體，說明含有碳酸根，則溶液中不能有鋇離子；
②另取100ml溶液滴加足量Ba（NO₃）₂溶液，產生白色沉淀為硫酸鋇，證明溶液中含硫酸根；
③繼續(xù)向②中的溶液滴加足量NaOH溶液并加熱，產生刺激性氣味的氣體為氨氣，證明溶液中含銨根，再通過定量計算，根據(jù)溶液呈電中性判斷溶液中其他離子；
（二）（1）氯離子與銀離子結合成氯化銀白色沉淀；氫離子與碳酸氫根反應生成二氧化碳氣體；
（2）氯水溶液中含有H⁺呈酸性，還含有次氯酸，具有強氧化而漂白；
（3）氯氣將碘單質置換出來．

解答 解：（一）①無色溶液，說明不含Cu²⁺，加入稀硫酸產生氣體，說明含有碳酸根，則溶液中不能有鋇離子；
②另取100ml溶液滴加足量Ba（NO₃）₂溶液，產生白色沉淀為硫酸鋇，證明溶液中含硫酸根；
③繼續(xù)向②中的溶液滴加足量NaOH溶液并加熱，產生刺激性氣味的氣體為氨氣，證明溶液中含銨根；
加稀硫酸產生二氧化碳0.224L（標況下），則n（CO₃^2-）=n（CO₂）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol；
滴加足量Ba（NO₃）₂溶液，產生4.2g硫酸鋇，則n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{4.2g}{233g/mol}$=0.018mol；
向②中的溶液滴加足量NaOH溶液并加熱，產生氨氣0.672L（標況下），則n（NH₄⁺）=n（NH₃）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol；
根據(jù)電荷守恒，已確定的陰離子所帶負電荷：0.01mol×2+0.018mol×2=0.056mol，已確定的陽離子所帶正電荷：0.03mol，溶液呈電中性，所以溶液中一定含有另一種陽離子鉀離子，陰離子氯離子不能確定．
（1）由上述分析可知溶液中肯定存在的離子是：CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺、K⁺，故答案為：CO₃^2-、SO₄^2-、NH₄⁺、K⁺；
（2）由上述分析可知溶液中不存在的離子是：Cu²⁺，Ba²⁺，故答案為：Cu²⁺，Ba²⁺；
（3）由上述分析可知不能確定是否存在氯離子，將②所得混合物過濾，向濾液中加入硝酸酸化的硝酸銀，若產生白色沉淀，證明原溶液中含有氯離子，
故答案為：Cl^-；將②所得混合物過濾，向濾液中加入硝酸酸化的硝酸銀，若產生白色沉淀，證明原溶液中含有氯離子，否則不含氯離子；
（二）（1）加入硝酸銀生成的是AgCl沉淀，可證明氯水中含有Cl^-；加入足量碳酸氫鈉溶液，產生氣體，是氫離子與碳酸氫根反應生成二氧化碳氣體，證明氯水中含氫離子，故答案為：氯水中含有Cl^-；氯水中含有H⁺；
（2）氯水溶液中含有H⁺，呈酸性，紫色石蕊變紅，氯水中含有含有次氯酸，具有強氧化性而漂白，則可觀察到溶液褪色，
故答案為：紫色石蕊先變紅后褪色；
（3）檢驗氯水中含有Cl₂，將氯水滴在淀粉-KI試紙上，有碘單質生成，試紙變藍，發(fā)生離子反應：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂，
故答案為：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂．

點評 本題考查了常見離子的檢驗方法以及氯水的成分，題目難度中等，明確常見離子的性質為解答關鍵，注意掌握電荷守恒在離子推斷中的應用方法，試題注重于學生實驗能力和探究能力的考查．