Question

甲、乙两组同学在探究物质的性质实验时，得到的废液中共含有K⁺、Ba²⁺、Cu²⁺、OH^-、NO₃^-、CO₃^2-六种离子．经测试：甲组同学实验所得废液的pH=13；那么，乙组同学实验废液中含有的离子是    ．
经合作讨论，甲、乙两组同学将实验产生的废液按适当比例混合后，可将废液中对环境污染较为严重的Ba²⁺、Cu²⁺、OH^-离子除去．请写出废液混合后发生的任意两个反应的化学方程式：
①    ；②    ．

Answer 1

【答案】分析：根据题设条件，按步分析，逻辑推理，层层推进，“对号入座”，得出结论．由pH的实质、碱与盐的溶解性、离子共存和溶液呈电中性的相关知识，可以得出本题的答案．
解答：解：甲组所得废液的pH=13，说明甲组所得废液中含有氢氧根离子．
当废液中含有氢氧根离子时，由于氢氧根离子与铜离子会形成蓝色沉淀氢氧化铜，两种离子不能共存，因此甲组废液中不能含有铜离子，所以乙组所得废液中含有铜离子．
当废液中含有铜离子时，由于铜离子与碳酸根离子会形成蓝色沉淀碳酸铜，两种离子不能共存，因此乙组废液中不能含有碳酸根离子，所以甲组所得废液中含有碳酸根离子．
当废液中含有碳酸根离子时，由于碳酸根离子与钡离子会形成白色沉淀碳酸钡，两种离子不能共存，因此甲组废液中不能含有钡离子，所以乙组所得废液中含有钡离子．
由于乙组废液中不含氢氧根离子和碳酸根离子，所有的溶液都呈电中性，因此所提供的三种阴离子中必须含有硝酸根离子．
所以乙组所得废液中含有的离子是Ba²⁺、Cu²⁺和NO₃^-，即乙组废液中含有硝酸钡和硝酸铜两种溶质．
同样的道理，甲组废液中应含有的离子是K⁺、OH^-、CO₃^2-，即甲组废液中含有氢氧化钾和碳酸钾两种溶质．
除去Ba²⁺、Cu²⁺、OH^-，就是要通过两种废液中的物质相互反应，将硝酸钡、硝酸铜和氢氧化钾转化成其它的物质．
其中硝酸钡能与碳酸钾反应生成白色沉淀碳酸钡和硝酸钾．
该反应的化学方程式为：Ba（NO₃）₂+K₂CO₃═BaCO₃↓+2KNO₃．
其中硝酸铜能与氢氧化钾反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和硝酸钾．
该反应的化学方程式为：Cu（NO₃）₂+2KOH=Cu（OH）₂↓+2KNO₃．
其中硝酸铜能与碳酸钾反应生成蓝色沉淀碳酸铜和硝酸钾．
该反应的化学方程式为：Cu（NO₃）₂+K₂CO₃═CuCO₃↓+2KNO₃．
故答案为：
Ba²⁺、Cu²⁺和NO₃^-
①Ba（NO₃）₂+K₂CO₃═BaCO₃↓+2KNO₃
②Cu（NO₃）₂+2KOH=Cu（OH）₂↓+2KNO₃
③Cu（NO₃）₂+K₂CO₃═CuCO₃↓+2KNO₃
可以从以上的化学方程式中任选两个作为本题的答案．
点评：本题主要考查pH的实质、碱与盐的溶解性、离子共存和溶液呈电中性的相关知识，难度较大．