Question

某溶液中可能含有CO₃^2-、SO₄^2-、HCO₃^-三种离子中的一种或两种。为探究其组成，小明取出两份相同的样品溶液于试管中，向一份中加入过量的盐酸，产生无色气泡；向另一份中滴加过量的氯化钡溶液，产生白色沉淀。请设计合理实验，在小明实验的基础上做进一步的实验，对小明的实验给出结论。

仅限选择的仪器、用品和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、量筒、集气瓶、铁架台、漏斗、滤纸、酒精灯；1 mol·L^－1硫酸；2 mol·L^－1盐酸；2 mol·L^－1硝酸；1 mol·L^－1氯化钡溶液、澄清石灰水、蒸馏水。

完成下列探究过程：

(1)提出假设：

假设1：溶液中只存在CO₃^2-。

假设2：____________________________________________________________________。

假设3：____________________________________________________________________。

假设4：溶液中存在SO₄^2-、HCO₃^-。

(2)基于假设4，设计出实验方案，将实验操作、预期的实验现象和结论填在下表中(可不填满)。

步骤编号	实验操作	预期现象和结论
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- (顺序可颠倒)

(2)①用胶头滴管取少量溶液加入试管A中，再用滴管取过量的1 mol·L^－1氯化钡溶液并滴加到试管A中，充分反应后，静置，然后过滤，将沉淀和滤液分别装入另外的两个试管中

②往装有沉淀的试管中加入过量的2 mol·L^－1盐酸，沉淀不溶解，说明原溶液中一定含有SO₄^2-而无CO₃^2-

③往装有滤液的试管中加入2 mol·L^－1盐酸，出现无色气泡，说明原溶液中含有HCO₃^-

【解析】

试题分析：(1)向该溶液中加入过量盐酸，产生气体，说明可能含有CO₃^2-或HCO₃^-；向溶液中加入过量的BaCl₂溶液，产生白色沉淀，说明可能含有CO₃^2-或SO₄^2-，综合以上两种情况可以得出本题中4个假设的答案。

(2)设计实验方案关键是利用BaSO₄不溶于水也不溶于酸的性质和NaHCO₃溶于水、不能与Ba^2＋反应生成沉淀，但可与酸反应放出气体的性质来进行实验的设计。

考点：考查溶液中离子检验探究的有关判断

点评：该题是高考中的常见题型，难度大，综合性强，对学生的要求高。该类试题主要是以实验基本操作为中心，通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确性及灵活运用知识解决实际问题的能力，有助于培养学生进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能得出正确的结论的能力。