Question

同學們利用“硫酸、硝酸銨、氫氧化鈉、碳酸鉀”四種物質的溶液進行探究學習，完成下列各問：
【實驗探究】
（1）A、B、C、D四組同學分別進行了下列實驗

寫出下列的兩個化學方程式：
①A中的反應                      
②D中的反應                             
【挖掘實質】
下圖是A組反應的微觀過程示意圖該化學反應的實質可以表示為H^＋＋OH^－＝H₂O

【實踐運用】
完成試驗后，四組同學將廢液倒入同一個燒杯中，再將廢液過濾，得到無色溶液和白色沉淀，用無色溶液滴加紫色石蕊試劑，變為紅色。
（1）①溶液中的白色沉淀一定是    ，理由是           
（2）廢液中一定不含有的離子是                    
（3）為了驗證該溶液中可能含有的離子是否存在，我設計如下實驗進行驗證

溶液中可能含有的離子	實驗步驟	實驗現象	實驗結論
可能含有	②取濾液滴加	現象明顯	含有該離子

Answer 1

（1）①H₂SO₄+2NaOH==Na₂SO₄+2H₂O
②K₂CO₃+Ba（NO₃）₂==BaCO₃↓+2KNO₃
【實踐運用】（1）硫酸鋇。BaSO₄與酸不反應，而BaCO₃要與酸反應
（2） OH^－ CO₃^2－
（3） 可能含硫酸根離子

溶液中可能有的離子	實驗步驟
①可能含硫酸根離子	②向濾液中加入硝酸鋇（或氯化鋇、氫氧化鋇等）

（二）可能含鋇離子

溶液中可能有的離子	實驗步驟
①可能含鋇離子	②向溶液中加入稀硫酸（或硫酸鈉等）溶液

解析試題分析：（1）①根據圖示可知：試管A中的稀硫酸能與加入的氫氧化鈉中和反應生成鹽和水，化學方程式為：H₂SO₄+2NaOH==Na₂SO₄+2H₂O
②D為碳酸鉀加入硝酸鋇中，二者可發生復分解反應生成碳酸鋇沉淀和硝酸鉀，反應的化學方程式為：K₂CO₃+Ba（NO₃）₂==BaCO₃↓+2KNO₃
【實踐運用】
（1）因題目中的反應發生在硫酸、氫氧化鈉、硝酸鋇和碳酸鉀之間；其中氫氧根離子能和氫離子結合形成水分子（A中）；碳酸根離子可與氫離子結合形成水分子和二氧化碳分子（B中）；碳酸根離子也可與鋇離子結合形成碳酸鋇沉淀（D中）。當“廢液中出現白色沉淀”時，該沉淀一定為鋇的沉淀。其中硫酸鋇和碳酸鋇均為沉淀。由于 “加入紫色石蕊試液時，變為紅色”，說明溶液呈酸性，即含較多的氫離子。因為碳酸鋇可與酸反應，而硫酸鋇不與酸反應。所以沉淀只有硫酸鋇。
（2）向溶液中“加入紫色石蕊試液時，變為紅色”，說明溶液呈酸性，即含較多的氫離子。由于氫離子能和氫氧根離子結合形成水分子；可與碳酸根離子結合形成水分子和二氧化碳分子；所以氫氧根離子和碳酸根離子一定不存在。
（3）根據題意可知：鈉離子和硝酸根離子未形成沉淀或氣體，所以一定存在于所得的溶液中。結合上面的分析可知：所得溶液中一定含氫離子、鈉離子和硝酸根離子，一定不含氫氧根離子和碳酸根離子。而在“實踐運用”中所得的沉淀是由硫酸根離子和鋇離子形成的。所以無法確定所得到的溶液中是否含硫酸根離子或鋇離子。即溶液中可能含的離子為硫酸根離子或鋇離子（二者只含其一）。因此，實驗應為：
（一）可能含硫酸根離子

溶液中可能有的離子	實驗步驟
①可能含硫酸根離子	②向濾液中加入硝酸鋇（或氯化鋇、氫氧化鋇等）

（二）可能含鋇離子

溶液中可能有的離子	實驗步驟
①可能含鋇離子	②向溶液中加入稀硫酸（或硫酸鈉等）溶液

考點：復分解反應的運用、科學探究、物質成分的推斷、科學探究