Question

8．同学们利用“硫酸、硝酸铵、氢氧化钠、碳酸钾”四种物质的溶液进行探究学习．请你们一起完成下列问题：

【实验探究】如图1，A、B、C、D四组同学分别进行了下列实验
（1）写出A中反应的化学方程式2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O：
【挖掘实质】如图2是A组反应的微观过程示意图．
（2）该反应的实质可以用化学符号表示为H⁺+OH^-=H₂O；
【实践运用】完成试验后，四组同学将废液倒入同一个烧杯中，再将废液过滤，得到无色溶液和白色沉淀，用无色溶液滴加紫色石蕊试剂，变为红色．
（3）溶液中的白色沉淀一定是硫酸钡，理由是无色溶液滴加紫色石蕊试剂，变为红色，说明得到无色溶液为酸性，酸过量，亦说明白色沉淀不能溶于酸．
（4）从反应的试剂可以分析，废液中一定不含有的离子是OH^-和CO₃^2-．
（5）为了验证该溶液中可能含有的离子是否存在，我设计如下实验进行验证：

溶液中可能含有离子	实验步骤	实验现象	实验结论
①可能含有有Ba2+	②取滤液滴加硫酸钠溶液	现象明显	含有该离子

Answer 1

分析 （1）根据反应物生成物和条件书写方程式．
（2）酸碱反应的实质是H⁺+OH^-=H₂O．
（3）氢离子与氢氧根离子和碳酸根离子不能共存；
（4）通过上述探究发现，在溶液中H⁺和OH^-不能大量共存，我还发现在溶液中Ba²⁺和SO₄^2-也不能大量共存；利用上述四种物质的溶液完成实验后，将所得物质混合并过滤，得到一种无色溶液．经测定，该溶液显酸性．则在该溶液中一定含有的离子是H⁺、Na⁺、K⁺和NO₃^-

解答 解：（1）A中的反应氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水，方程式为2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
（2）A组反应属于酸碱反应，实质是H⁺+OH^-=H₂O；
（3）无色溶液滴加紫色石蕊试剂，变为红色，说明得到无色溶液为酸性，酸过量，亦说明白色沉淀不能溶于酸，由“硫酸、硝酸铵、氢氧化钠、碳酸钾”四种物质看，沉淀一定是硫酸钡；
（4）由于无色溶液滴加紫色石蕊试剂，变为红色，说明得到无色溶液为酸性，酸过量，则溶液中一定不能含有氢氧根离子和碳酸根离子；
（5）通过上述探究发现，在溶液中H⁺和OH^-不能大量共存，我还发现在溶液中Ba²⁺和SO₄^2-也不能大量共存；利用上述四种物质的溶液完成实验后，将所得物质混合并过滤，得到一种无色溶液．经测定，该溶液显酸性．则在该溶液中一定含有的离子是H⁺、Na⁺、K⁺和NO₃^-

溶液中可能含有的离子	设计实验验证（实验步骤、现象及对应的结论）
可能性一：Ba2+（同时答两种或两种以上离子的不得分，下同．）	取上述溶液少量于试管中，加入少量硫酸钠溶液．若出现白色沉淀，则说明上述溶液中含有Ba2+；若没有出现白色沉淀，则说明上述溶液中不含有Ba2+．
可能性二：SO42-	取上述溶液少量于试管中，加入少量硝酸钡溶液．若出现白色沉淀，则说明上述溶液中含有SO42-；若没有出现白色沉淀，则说明上述溶液中不含有SO42-．

故答案为：（1）2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
（2）H⁺+OH^-=H₂O；
（3）硫酸钡；无色溶液滴加紫色石蕊试剂，变为红色，说明得到无色溶液为酸性，酸过量，亦说明白色沉淀不能溶于酸，
（4）OH^-和CO₃^2-；
（5）

溶液中可能含有离子	实验步骤	实验现象	实验结论
①可能含有Ba2+	②取滤液滴加硫酸钠溶液	现象明显	含有该离子

点评 本题考查复分解反应及其反应条件．是化学中四大基本反应类型之一．它的概念是两种化合物互相交换成分，生成两种新的化合物的反应．沉淀、气体、水是复分解反应发生的条件．