Question

某溶液中可能含有SO₃^2-、SO₄^2-、HCO₃^-三种离子中的两种或三种．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、酒精灯、带单孔胶塞的导管；lmol/L硫酸；2mol/L盐酸；2mol/L硝酸；lmol/L氯化钡、澄清石灰水、品红溶液、蒸馏水．
Ⅰ、上述实验过程中产生的无色气体可能为______
上述实验过程中产生的白色沉淀可能为______
Ⅱ、完成下列探究过程：
（l）提出假设：
假设 l：溶液中存在SO₃^2-、SO₄^2-假设 2：______
假设 3：______　　　假设 4：溶液中存在SO₃^2-、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．

步骤编号	实验操作	预期现象和结论
①
②
③
④

Answer 1

解：Ⅰ、某溶液中可能含有SO₃^2-、SO₄^2-、HCO₃^-三种离子中的两种或三种．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，证明可能含有SO₃^2-、HCO₃^-，或二者混合物；向另一份中滴加过量的氯化钡溶液，产生白色沉淀，证明可能含有SO₃^2-、SO₄^2-，或二者混合物；
故答案为：上述实验过程中产生的无色气体可能为SO₂ 或 CO₂ 或两者混合气体；上述实验过程中产生的白色沉淀可能为 Ba SO₄ 或 BaSO₃ 或两者混合物；
Ⅱ、（1）某溶液中可能含有SO₃^2-、SO₄^2-、HCO₃^-三种离子中的两种或三种．为探究其组成，可提出假设：
假设l：溶液中存在SO₃^2-、SO₄^2-，假设2：溶液中存在SO₃^2-、HCO₃；
假设3：溶液中存在HCO₃^-、SO₄^2-；假设4：溶液中存在SO₃^2-、SO₄^2-、HCO₃^-；
（2）基于假设4，可设计出实验方案，
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lmol/L氯化钡溶液并滴入其中，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B、C中，产生白色沉淀，说明原溶液中含有SO₄^2-或SO₃^2-或两者都有；
②往装有沉淀的试管B中加入过量的2mol/L盐酸，将产生的气体通入品红溶液，沉淀部分溶解，并产生气体．品红褪色，说明原溶液中一定含有SO₄^2-和SO₃^2-；
③往装有滤液的试管C中加入2mol/L盐酸或加入澄清石灰水；出现无色气泡．或澄清溶液变浑浊，说明原溶液中含有HCO₃^-．
故答案为：（1）假设2：溶液中存在SO₃^2-和HCO₃^-；假设3：溶液中存在HCO₃^-和SO₄^2-
（2）

步骤编号	实验操作	预期现象和结论
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lmol/L氯化钡溶液并滴入其中，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B、C中	产生白色沉淀，说明原溶液中含有SO42-或SO32-或两者都有
②	往装有沉淀的试管B中加入过量的2mol/L盐酸，将产生的气体通入品红溶液	沉淀部分溶解，并产生气体． 品红褪色，说明原溶液中一定含有SO42-和SO32-
③	往装有滤液的试管C中加入2mol/L盐酸； 或加入澄清石灰水	出现无色气泡． 或澄清溶液变浑浊，说明原溶液中含有HCO3-
其它方案合理给分

分析：Ⅰ、某溶液中可能含有SO₃^2-、SO₄^2-、HCO₃^-三种离子中的两种或三种．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，证明可能含有SO₃^2-、HCO₃^-，或二者混合物；向另一份中滴加过量的氯化钡溶液，产生白色沉淀，证明可能含有SO₃^2-、SO₄^2-，或二者混合物；
Ⅱ、本题探究溶液中离子的组成，根据SO₃^2-、SO₄^2-、HCO₃^-的性质，根据离子的性质设计实验方案，选择合适的仪器和试剂．
SO₃^2-、SO₄^2-和氯化钡溶液反应生成BaSO₃、BaSO₄沉淀，BaSO₃和盐酸反应生成能使品红溶液褪色的气体SO₂，BaSO₄不溶于水也不溶于酸；HCO₃^-和盐酸反应生成无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体．
点评：本题主要是考查同学们的综合分析能力，不但要求同学们具备有关化合物的基础知识，而且要有实验操作的经历和分析、解决化学实验问题的能力．解题时需要认真分析题目给出的条件，联系实际，逐一分析推断．