Question

17．课本中“复分解反应发生条件”的活动与探究用到H₂SO₄、Ba（NO₃）₂、NaOH、K₂CO₃四种溶液．某校化学兴趣小组的同学对试验后的废液进行了探究．
取废液少许，测得其pH=12．
【提出问题】废液中除了含有OH^-外，还含有哪些离子呢？
【理论分析】废液是有四种物质混合而成的，这四种物质在水中会电离出8种离子（H⁺、SO₄^2-、Ba²⁺、NO₃^-、Na⁺、OH^-、K⁺、CO₃^2-）之间会相互发生反应，废液的pH=12溶液呈碱性，所以一定不存在的一种离子是H⁺，有三种离子在任何条件下都会存在，它们是NO₃^-、K⁺和Na⁺．
【猜想与假设】甲同学：另外还可能含有SO₄^2-、CO₃^2-；乙同学：另外还可能含有Ba²⁺；
丙同学：另外还可能含有Ba²⁺、SO₄^2-、CO₃^2-．
以上甲、乙、丙同学的假设中，丙同学的假设一定不成立，原因是Ba²⁺与SO₄^2-和CO₃^2-不能共存
【实验验证】选择其中一种可能成立的假设，设计实验进行验证，我会选甲
同学的假设，实验方案如下：

实验步骤	实验现象	结论
①取少量废液于试管中，向其中滴加稀盐酸； ②继续加稀盐酸直到无气体冒出； ③③再滴加氯化钡溶液，观察现象	有气泡冒出 有白色沉淀产生	废液中有CO32- 废液中有SO42- 甲同学的假设成立

Answer 1

分析 [理论分析]：因为溶液显碱性，所以溶液中一定含有较多的OH^-，根据复分解反应发生的条件即可分析出溶液中一定不存在H⁺；因为所有的硝酸盐、钠盐、钾盐均可溶于水，根据复分解反应发生的条件即可分析出答案；
[猜想与假设]：根据Ba²⁺可以与SO₄^2-和CO₃^2-反应，即可知丙不正确；
[实验验证]：根据SO₄^2-和CO₃^2-的检验方法去分析：CO₃^2-可以与酸反应放出气体，SO₄^2-与Ba²⁺反应生成白色沉淀．

解答 解：【理论分析】因为溶液显碱性，所以溶液中一定有OH^-，根据复分解反应发生的条件，H⁺与OH^-会发生反应，即两者不共存，所以溶液中一定不含H⁺；
因为所有的硝酸盐、钠盐、钾盐都可溶于水，根据复分解反应发生的条件，所以NO₃^-、K⁺、Na⁺这三种离子无论什么条件下都会存在．
故答案为：H⁺；Na⁺；
【猜想与假设】因为硫酸钡、碳酸钡是沉淀，所以Ba²⁺与SO₄^2-和CO₃^2-不能共存．
故答案为：丙；Ba²⁺与SO₄^2-和CO₃^2-不能共存；
【实验验证】我选择甲同学的假设，用下面的方法即可验证SO₄^2-、CO₃^2-．
取溶液少许，向溶液中加入稀盐酸，若有无色无味的气体冒出就可以说明溶液中有CO₃^2-；继续加稀盐酸直到无气体冒出，然后向溶液中滴加氯化钡溶液，若有白色沉淀产生则证明溶液中也含SO₄^2-．
故答案为：甲；

实验步骤	现象	结论
①取少量废液于试管中，向其中滴加稀盐酸； ②继续加稀盐酸直到无气体冒出； ③③再滴加氯化钡溶液，观察现象	有气泡冒出 有白色沉淀产生	废液中有CO32-  废液中有SO42-   甲同学的假设成立

点评 检验混合溶液中的几种离子时，一定要注意排除其他离子的干扰，即确定了一种离子后，在验证下一种离子之前要除完全前一种离子，以免引起干扰．