Question

某溶液中可能含有SO₃^2-、SO₄^2-、HCO₃^-三種離子中的兩種或三種．為探究其組成，小明取出兩份相同的樣品溶液于試管中，向一份中加入過量的鹽酸，產生無色氣泡；向另一份中滴加過量的氯化鋇溶液，產生白色沉淀．請設計合理實驗，在小明實驗的基礎上做進一步的實驗，對小明的實驗給出結論．
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、酒精燈、帶單孔膠塞的導管；lmol/L硫酸；2mol/L鹽酸；2mol/L硝酸；lmol/L氯化鋇、澄清石灰水、品紅溶液、蒸餾水．
Ⅰ、上述實驗過程中產生的無色氣體可能為

上述實驗過程中產生的無色氣體可能為SO₂ 或 CO₂ 或兩者混合氣體

上述實驗過程中產生的白色沉淀可能為

BaSO₄ 或 BaSO₃ 或兩者混合物

Ⅱ、完成下列探究過程：
（l）提出假設：
假設 l：溶液中存在SO₃^2-、SO₄^2-假設 2：

液中存在SO₃^2-和HCO₃^-

假設 3：

溶液中存在HCO₃^-和SO₄^2-

      假設 4：溶液中存在SO₃^2-、SO₄^2-、HCO₃^-
（2）基于假設4，設計出實驗方案，將實驗操作、預期的實驗現象和結論填在下表中．

步驟編號	實驗操作	預期現象和結論
①
②
③
④

Answer 1

分析：Ⅰ、某溶液中可能含有SO₃^2-、SO₄^2-、HCO₃^-三種離子中的兩種或三種．為探究其組成，小明取出兩份相同的樣品溶液于試管中，向一份中加入過量的鹽酸，產生無色氣泡，證明可能含有SO₃^2-、HCO₃^-，或二者混合物；向另一份中滴加過量的氯化鋇溶液，產生白色沉淀，證明可能含有SO₃^2-、SO₄^2-，或二者混合物；
Ⅱ、本題探究溶液中離子的組成，根據SO₃^2-、SO₄^2-、HCO₃^-的性質，根據離子的性質設計實驗方案，選擇合適的儀器和試劑．
SO₃^2-、SO₄^2-和氯化鋇溶液反應生成BaSO₃、BaSO₄沉淀，BaSO₃和鹽酸反應生成能使品紅溶液褪色的氣體SO₂，BaSO₄不溶于水也不溶于酸；HCO₃^-和鹽酸反應生成無色無味能使澄清石灰水變渾濁的氣體．

解答：解：Ⅰ、某溶液中可能含有SO₃^2-、SO₄^2-、HCO₃^-三種離子中的兩種或三種．為探究其組成，小明取出兩份相同的樣品溶液于試管中，向一份中加入過量的鹽酸，產生無色氣泡，證明可能含有SO₃^2-、HCO₃^-，或二者混合物；向另一份中滴加過量的氯化鋇溶液，產生白色沉淀，證明可能含有SO₃^2-、SO₄^2-，或二者混合物；
故答案為：上述實驗過程中產生的無色氣體可能為SO₂ 或 CO₂ 或兩者混合氣體；上述實驗過程中產生的白色沉淀可能為 Ba SO₄ 或 BaSO₃ 或兩者混合物；
Ⅱ、（1）某溶液中可能含有SO₃^2-、SO₄^2-、HCO₃^-三種離子中的兩種或三種．為探究其組成，可提出假設：
假設l：溶液中存在SO₃^2-、SO₄^2-，假設2：溶液中存在SO₃^2-、HCO₃；
假設3：溶液中存在HCO₃^-、SO₄^2-；假設4：溶液中存在SO₃^2-、SO₄^2-、HCO₃^-；
（2）基于假設4，可設計出實驗方案，
①用膠頭滴管取少量溶液加入試管A中，再用滴管取過量的lmol/L氯化鋇溶液并滴入其中，充分反應后，靜置，然后過濾，將沉淀和濾液分別裝入另外的兩個試管B、C中，產生白色沉淀，說明原溶液中含有SO₄^2-或SO₃^2-或兩者都有；
②往裝有沉淀的試管B中加入過量的2mol/L鹽酸，將產生的氣體通入品紅溶液，沉淀部分溶解，并產生氣體．品紅褪色，說明原溶液中一定含有SO₄^2-和SO₃^2-；
③往裝有濾液的試管C中加入2mol/L鹽酸或加入澄清石灰水；出現無色氣泡．或澄清溶液變渾濁，說明原溶液中含有HCO₃^-．
故答案為：（1）假設2：溶液中存在SO₃^2-和HCO₃^-；假設3：溶液中存在HCO₃^-和SO₄^2-
（2）

步驟編號	實驗操作	預期現象和結論
①	用膠頭滴管取少量溶液加入試管A中，再用滴管取過量的lmol/L氯化鋇溶液并滴入其中，充分反應后，靜置，然后過濾，將沉淀和濾液分別裝入另外的兩個試管B、C中	產生白色沉淀，說明原溶液中含有SO42-或SO32-或兩者都有
②	往裝有沉淀的試管B中加入過量的2mol/L鹽酸，將產生的氣體通入品紅溶液	沉淀部分溶解，并產生氣體． 品紅褪色，說明原溶液中一定含有SO42-和SO32-
③	往裝有濾液的試管C中加入2mol/L鹽酸； 或加入澄清石灰水	出現無色氣泡． 或澄清溶液變渾濁，說明原溶液中含有HCO3-
其它方案合理給分

點評：本題主要是考查同學們的綜合分析能力，不但要求同學們具備有關化合物的基礎知識，而且要有實驗操作的經歷和分析、解決化學實驗問題的能力．解題時需要認真分析題目給出的條件，聯系實際，逐一分析推斷．