Question

在高效复习课堂中，同学们利用“硫酸、硝酸钡、氢氧化钠、碳酸钾”四种物质的溶液对“复分解反应发生的条件”进行再探究．

【知识回放】
通过判断上述四种溶液两两之间能否发生反应，我能写出其中符合下列条件的两个化学方程式：
（1）一个中和反应

H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O

；
（2）一个有沉淀生成的反应

H₂SO₄+Ba（NO₃）₂=BaSO₄↓+2HNO₃

．
【挖掘实质】
（1）图甲是HCl和NaOH在水中解离出离子的示意图，小丽发现HCl在水中会解离出H⁺和Cl^-，NaOH在水中会解离出Na⁺和OH^-，以此类推硝酸钡在水中会解离出的离子是

Ba²⁺和NO₃^-

（填离子符号）．
（2）图乙是稀盐酸和氢氧化钠溶液发生化学反应的微观过程示意图，该化学反应的实质可以表示为H⁺+OH^-=H₂O，我也能用同样的方式表示上述四种溶液两两之间发生反应时有气体生成的反应的实质

2H⁺+CO₃^2-=H₂O+CO₂↑

．
【实践运用】
（1）通过上述探究发现，在溶液中H⁺和OH^-不能大量共存，我还发现在溶液中

Ba²⁺和SO₄^2-或Ba²⁺和CO₃^2-或H⁺和CO₃^2-

（填离子符号，下同）也不能大量共存．
（2）利用上述四种物质的溶液完成实验后，将所得物质混合并过滤，得到一种无色溶液．经测定，该溶液显酸性．则在该溶液中一定含有的离子是

H⁺、Na⁺、K⁺和NO₃^-

．为了验证该溶液中可能含有的离子是否存在，我设计如下实验进行验证．

溶液中可能含有的离子	设计实验验证（实验步骤、现象及对应的结论）
可能性一：Ba2+ 可能性二：SO42- 可能性三：Ba2+或SO42-	①取上述溶液少量于试管中，加入少量硫酸钠溶液．若出现白色沉淀，则说明上述溶液中含有Ba2+；若没有出现白色沉淀，则说明上述溶液中不含有Ba2+．， ②取上述溶液少量于试管中，加入少量硝酸钡溶液．若出现白色沉淀，则说明上述溶液中含有SO42-；若没有出现白色沉淀，则说明上述溶液中不含有SO42-． ③取上述溶液少量于试管中，加入少量硫酸钠溶液．若出现白色沉淀，则说明上述溶液中含有Ba2+，不含有SO42-．

【知识升华】
对“复分解反应发生的条件”的再探究，我发现在分析多种溶液混合后所得溶液中离子的成分时，应考虑的因素是

溶液中的离子能否大量共存或者离子是否参加化学反应，参加化学反应的离子是否有剩余

．

Answer 1

分析：【知识回放】
（1）根据中和反应的定义进行分析；
（2）根据四种物质中的离子生成的沉淀只有硫酸钡和碳酸钡进行分析；
【挖掘实质】
（1）根据HCl在水中会解离出H⁺和Cl^-，利用类比的思想分析硝酸钡离解出的离子；
（2）根据中和反应的实质就是氢离子和氢氧根离子中和反应，推导出有气体的反应；
【实践运用】
（1）根据复分解反应实质就是离子之间生成水、沉淀、气体的反应来分析；
（2）根据离子能共存的条件：不能发生复分解反应分析，并设计实验；
【知识升华】
根据溶液混合后所得离子成分分析．

解答：解：
【知识回放】
（1）酸和见生成盐和水的反应就是中和反应，四种物质中只有硫酸是酸，氢氧化钠是碱，化学方程式为：
H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O；
（2）四种物质之间会生成的沉淀只有碳酸钡沉淀和硫酸钡沉淀，化学方程式为：H₂SO₄+Ba（NO₃）₂=BaSO₄↓+2HNO₃或
K₂CO₃+Ba（NO₃）₂=BaCO₃↓+2KNO₃；
【挖掘实质】
（1）钠元素是+1价，氢氧根是-1价，电离后生成Na⁺和OH^-，硝酸钡中钡显+2价，硝酸根显-1价，解离的离子是：
Ba²⁺和NO₃^-；
（2）中和反应的实质是：H⁺+OH^-=H₂O，会生成二氧化碳的只有硫酸和碳酸钾，反应实质为：2H⁺+CO₃^2-=H₂O+CO₂↑；
【实践运用】
（1）在溶液中H⁺和OH^-生成水不能大量共存，溶液中Ba²⁺和SO₄^2-生成硫酸钡沉淀不能大量共存，Ba²⁺和CO₃^2-生成碳酸钡沉淀不能大量共存，H⁺和CO₃^2-生成水和二氧化碳不能大量共存；
（2）上述四种物质的溶液完成实验后，将所得物质混合并过滤，得到一种无色溶液．经测定，该溶液显酸性．则在该溶液中一定含有的离子为H⁺、Na⁺、K⁺和NO₃^-，可能含有①Ba²⁺，②SO₄^2-，③Ba²⁺或SO₄^2-；为了验证该溶液中可能含有的离子是否存在，设计实验进行验证；
【知识升华】
对“复分解反应发生的条件”的再探究，在分析多种溶液混合后所得溶液中离子的成分时，应考虑的因素是：溶液中的离子能否大量共存或者离子是否参加化学反应，参加化学反应的离子是否有剩余．
故答案为：
【知识回放】（1）H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O
（2）H₂SO₄+Ba（NO₃）₂=BaSO₄↓+2HNO₃或K₂CO₃+Ba（NO₃）₂=BaCO₃↓+2KNO₃；
【挖掘实质】（1）Ba²⁺和NO₃^-或Ba²⁺和2NO₃^-；（2）2H⁺+CO₃^2-=H₂O+CO₂↑；
【实践运用】（1）Ba²⁺和SO₄^2-或Ba²⁺和CO₃^2-或H⁺和CO₃^2-；（2）H⁺、Na⁺、K⁺和NO₃^-；

溶液中可能含有的离子	设计实验验证（实验步骤、现象及对应的结论）
可能性一：Ba2+	取上述溶液少量于试管中，加入少量硫酸钠溶液．若出现白色沉淀，则说明上述溶液中含有Ba2+；若没有出现白色沉淀，则说明上述溶液中不含有Ba2+．
可能性二：SO42-	取上述溶液少量于试管中，加入少量硝酸钡溶液．若出现白色沉淀，则说明上述溶液中含有SO42-；若没有出现白色沉淀，则说明上述溶液中不含有SO42-．
可能性三：Ba2+或SO42-	取上述溶液少量于试管中，加入少量硫酸钠溶液．若出现白色沉淀，则说明上述溶液中含有Ba2+，不含有SO42-．

【知识升华】
溶液中的离子能否大量共存或者离子是否参加化学反应，参加化学反应的离子是否有剩余．

点评：本题考查复分解反应及其反应条件．是化学中四大基本反应类型之一．它的概念是两种化合物互相交换成分，生成两种新的化合物的反应．沉淀、气体、水是复分解反应发生的条件．