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量的鹽酸，產生無色氣泡；向另一份樣品溶液中滴加過量的氯化鋇溶液，產生白色沉淀．請設計合理實驗步驟，在此實驗的基礎上做進一步的實驗驗證，給出實驗結論．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、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．
完成下列探究過程：
（1）提出假設：
假設1：溶液中只存在C

O

2- 3

．
假設2：

 

．
假設3：

 

．
假設4：溶液中存在S

O

2- 4

、HC

O

- 3

（2）基于假設4，設計出實驗方案，將實驗操作、預期的實驗現象和結論填在下表中．（可不填滿，也可增加步驟）

步驟編號	實驗操作	預期現象和結論
①	用膠頭滴管取少量樣品溶液加入試管中，再用膠頭滴管取過量的1mol?L-1氯化鋇溶液并滴加到此試管中，充分反應后，靜置，然后過濾，將沉淀和濾液分別裝入另外的兩個試管中	產生白色沉淀
②
③
④

Answer 1

分析：（1）向一份樣品溶液中加入過量的鹽酸，產生無色氣泡，說明溶液中含有CO₃^2-和HCO₃^-的一種或兩種；向另一份樣品溶液中滴加過量的氯化鋇溶液，產生白色沉淀，說明溶液中可能有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-，只需要在此實驗基礎上增加一個排除CO₃^2-存在的實驗即可．

解答：解：（1）向一份樣品溶液中加入過量的鹽酸，產生無色氣泡，說明溶液中含有CO₃^2-和HCO₃^-的一種或兩種；向另一份樣品溶液中滴加過量的氯化鋇溶液，產生白色沉淀，說明溶液中可能有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2：溶液中存在CO₃^2-和HCO₃^-；假設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-，只需要在此實驗基礎上增加一個排除CO₃^2-存在的實驗即可．故可先向溶液中加入過量的氯化鋇溶液過濾，然后向生成的白色沉淀中滴加過量的鹽酸，觀察沉淀是否溶解，沉淀不溶解，說明原溶液中一定含有SO₄^2-，而無CO₃^2-；向濾液中加入稀硝酸或稀鹽酸來證明HCO₃^-的存在，
故答案為：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；出現無色氣泡，說明原溶液中含有HCO₃^-．

點評：本題考查物質的檢驗及鑒別，明確物質的性質是解答本題的關鍵，注意物質性質的差異即可解答，題目難度不大．