Question

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，小明取出兩份相同的樣品溶液于試管中，向一份中加入過(guò)量的鹽酸，產(chǎn)生無(wú)色氣泡；向另一份中滴加過(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)，在小明實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)，對(duì)小明的實(shí)驗(yàn)給出結(jié)論。

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(tái)、漏斗、濾紙、酒精燈；1 mol·L^－1硫酸；2 mol·L^－1鹽酸；2 mol·L^－1硝酸；1 mol·L^－1氯化鋇溶液、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CO₃^2-。

假設(shè)2：____________________________________________________________________。

假設(shè)3：____________________________________________________________________。

假設(shè)4：溶液中存在SO₄^2-、HCO₃^-。

(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)。

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

 

Answer 1

【答案】

(1)溶液中存在CO₃^2-和HCO₃^-　溶液中存在CO₃^2-和SO₄^2- (順序可顛倒)

(2)①用膠頭滴管取少量溶液加入試管A中，再用滴管取過(guò)量的1 mol·L^－1氯化鋇溶液并滴加到試管A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

②往裝有沉淀的試管中加入過(guò)量的2 mol·L^－1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2 mol·L^－1鹽酸，出現(xiàn)無(wú)色氣泡，說(shuō)明原溶液中含有HCO₃^-

【解析】

試題分析：(1)向該溶液中加入過(guò)量鹽酸，產(chǎn)生氣體，說(shuō)明可能含有CO₃^2-或HCO₃^-；向溶液中加入過(guò)量的BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明可能含有CO₃^2-或SO₄^2-，綜合以上兩種情況可以得出本題中4個(gè)假設(shè)的答案。

(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案關(guān)鍵是利用BaSO₄不溶于水也不溶于酸的性質(zhì)和NaHCO₃溶于水、不能與Ba^2＋反應(yīng)生成沉淀，但可與酸反應(yīng)放出氣體的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。

考點(diǎn)：考查溶液中離子檢驗(yàn)探究的有關(guān)判斷

點(diǎn)評(píng)：該題是高考中的常見(jiàn)題型，難度大，綜合性強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的要求高。該類試題主要是以實(shí)驗(yàn)基本操作為中心，通過(guò)是什么、為什么和怎樣做重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)基本操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性及靈活運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，有助于培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的類比、遷移、重組，全面細(xì)致的思考才能得出正確的結(jié)論的能力。