Question

（2011年广东揭阳，21题）某实验小组对实验室中A、B、C、D四瓶无色溶液进行鉴别，它们分别是硫酸钠、稀硫酸、澄清石灰水、四种物质的一种。可供使用的实验用品有：稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠、紫色石蕊溶液、硝酸钡溶液、硝酸银溶液、稀硝酸溶液、玻璃棒、试管、胶头滴管。请利用提供的实验用品，鉴别出四种物质，并完成实验报告：

实验	实验操作	实验现象	实验结论
①	取四支试管，各取少量的A、B、C、D溶液，分别先滴加紫色石蕊试液	B溶液变红色，D溶液变成蓝色。A、C溶液都呈      色。	B是            D是
②	另取二支试管，各取少量的A、C溶液，分别先滴入硝酸钡溶液后再滴入稀硝酸溶液。		A是硫酸钠溶液      C是

【发现问题】做完实验②后，该小组在网上查阅资料的时候发现，用稀硝酸酸化的硝酸钡溶液进行检验SO₄^2-时，亚硫酸根离子（SO₃^2-）的存在干扰了SO₄^2-的检验。如往亚硫酸钠（Na₂SO₃ ）溶液滴加硝酸钡溶液后有沉淀生成，再加足量的稀硝酸酸依然有白色沉淀。
【提出问题】若某无色溶液中可能含有硫酸根离子（SO₄^2-）与亚硫酸根离子（SO₃^2-）中的一种或两种，该如何检验？
【查阅资料】亚硫酸钡（Ba₂SO₃）是无色晶体或白色粉末，微溶于水，在水中是白色沉淀。中性或碱性条件下NO₃^-不能和SO₃^2-反应，但在酸性条件下，NO₃^-能和H⁺反应相遇时（HNO₃）具有强氧化性，易把SO₃^2-氧化生成SO₄^2-。往亚硫酸钡中加入盐酸能发生类似于碳酸钡与盐酸的反应，生成有刺激性的气体。
【猜   想】该无色溶液中含有（1）SO₄^2-  （2）SO₃^2-  （3）        。
【实验探究】请你将下列实验填写完整。

实验	实验操作	实验现象	实验结论
③	取该溶液少量试管E中，加入硝酸钡溶液后再加入稀硝酸酸	有白色沉淀生成	不能确定猜想     一定成立
④	取该溶液少量试管F中，加入加入稀盐酸，加热	有刺激性气味的气体生成	猜想     可能成立
⑤	在④所得的溶液中加入足量的		猜想（3）成立

写出亚硫酸钠溶液与硝酸钡溶液发生复分解反应的化学方程式：                      。
【得出结论】要鉴别一种离子的存在，必须排除其它离子的干扰，不然会得出错误的结论。

Answer 1

① 紫色   B为稀硫酸   D为清石灰水
② 有白色沉淀   
无现象的   C为氯化钠溶液
【猜   想】（3）  SO₄^2-  或   SO₃^2-
【实验探究】③ （1）
④ （2）或（3）
⑤ 硝酸钡溶液    有白色的沉淀生成
Na₂SO₃ + Ba（NO₃）₂＝BaSO₃↓+2NaNO₃

分析：根据硫酸钠、稀硫酸、澄清石灰水、氯化钠四种物质的性质和相互反应的情况，逐一分析，即可正确解答．
解答：解：（1）实验报告：①因为这四种物质中澄清石灰水（氢氧化钙）是碱，稀硫酸是酸，硫酸钠和氯化钠都是盐，紫色石蕊试液与酸变红色，遇碱变蓝色，遇盐不变色，故可判断B为稀硫酸，D为澄清石灰水，A、C溶液都呈紫色；
②如果有沉淀生成，且加入稀硝酸溶液后沉淀不溶解，则说明原溶液为硫酸钠溶液（因为硫酸钠与硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀，硫酸钡沉淀不溶于稀硝酸），无明显现象的是氯化钠溶液．故A为硫酸钠溶液，则C为氯化钠溶液；
故答案为：紫色，B为稀硫酸，D为澄清石灰水，有白色沉淀，无现象，C为氯化钠溶液．
（2）猜想：根据已知条件可知，硫酸根离子（SO₄^2-）与亚硫酸根离子（SO₃^2-）可能存在一种，也可能同时存在．故答案为：SO₄^2-和SO₃^2-．
（3）实验探究：①根据已知条件“NO₃^-能和H⁺反应相遇时（HNO₃）具有强氧化性，易把SO₃^2-氧化生成SO₄^2-，中性或碱性条件下NO₃^-不能和SO₃^2-反应”可知，不能确定猜想（1）一定成立．
②根据已知条件“往亚硫酸钡中加入盐酸能发生类似于碳酸钡与盐酸的反应，生成有刺激性的气体”可以推断，猜想（2）或（3）
可能成立；
③所得的溶液中加入足量的硝酸钡溶液，有白色沉淀生成，则猜想（3）成立；
④亚硫酸钠溶液与硝酸钡溶液发生复分解反应的化学方程式为：Na₂SO₃+Ba（NO₃）₂=BaSO₃↓+2NaNO₃；
故答案为：（1），（2）或（3）；硝酸钡溶液，有白色沉淀生成；Na₂SO₃+Ba（NO₃）₂=BaSO₃↓+2NaNO₃．