Question

某溶液中可能含有C

O

2- 3

、S

O

2- 4

、HC

O

- 3

三种离子中的一种或两种，为探究其组成，某化学研究性学习小组结合化学知识提出猜想与假设，并设计一系列实验．试完成该小组对该溶液的探究：
（1）初步实验：
实验（一）：取一支试管加入2mL样品溶液，加入过量的盐酸，有无色气泡冒出．
实验（二）：取一支试管加入2mL样品溶液，加入过量氯化钡溶液，有白色沉淀生成．
实验结论：实验（一）和实验（二）

 

（填“能”或“不能”）判断该溶液的组成．
（2）提出假设：学习小组在上面实验的基础上提出四种合理假设．
假设1：溶液中只存在C

O

2- 3

．
假设2：

 

．
假设3：

 

．
假设4：溶液中存在S

O

2- 4

、HC

O

- 3

．
（3）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．（不一定填满）

步骤编号	实验操作	预期现象和结论
①
②
③
④

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；1mol/L硫酸、2mol/L盐酸、2mol/L硝酸、1、mol/L氯化钡溶液、澄清石灰水、蒸馏水．

Answer 1

考点：常见离子的检验方法

专题：实验设计题

分析：（1）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，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CO₃^2-、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CO₃^2-、SO₄^2-，或二者混合物；
（2）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，可提出假设，
假设l：溶液中存在CO₃^2-假设2：溶液中存在CO₃^2-、HCO₃；
假设3：溶液中存在CO₃^2-、SO₄^2-；假设4：溶液中存在SO₄^2-、HCO₃^-；
（3）本题探究溶液中离子的组成，根据CO₃^2-、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；
CO₃^2-、SO₄^2-和氯化钡溶液反应生成BaCO₃、BaSO₄沉淀，BaCO₃能溶于盐酸，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．

解答： 解（1）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，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CO₃^2-、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CO₃^2-、SO₄^2-，或二者混合物；所以根据实验（一）和实验（二）不能判断判断该溶液的组成，
故答案为：不能；
（2）某溶液中可能含有CO₃^2-、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CO₃^2-假设2：溶液中存在CO₃^2-、HCO₃；
假设3：溶液中存在CO₃^2-、SO₄^2-；假设4：溶液中存在SO₄^2-、HCO₃^-；
故答案为：溶液中存在CO₃^2-、HCO₃；溶液中存在CO₃^2-、SO₄^2-；
（3）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-；
②往装有沉淀的试管中加入过量的2mol/L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2mol/L盐酸；出现无色气泡，说明原溶液中含有HCO₃^-，
故答案为：

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中	产生白色沉淀
②	往装有沉淀的试管中加入过量的2mol/L盐酸	沉淀不溶解，说明原溶液中一定含有SO42-，而无CO32-；
③	往装有滤液的试管中加入2mol/L盐酸；	出现无色气泡，说明原溶液中含有HCO3-．
④	．	．

．

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．