Question

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，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、铁架台、漏斗、滤纸、酒精灯；1 mol·L^－1硫酸；2 mol·L^－1盐酸；2 mol·L^－1硝酸；1 mol·L^－1氯化钡溶液、澄清石灰水、蒸馏水。

完成下列探究过程：

(1)提出假设：

假设1：溶液中只存在CO₃^2-。

假设2：____________________________________________________________________。

假设3：____________________________________________________________________。

假设4：溶液中存在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(可不填满)。

步骤编号	实验操作	预期现象和结论
①
②
③
④

Answer

(1)溶液中存在CO32-和HCO3- 溶液中存在CO32-和SO42- (顺序可颠倒)

(2)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1 mol·L－1氯化钡溶液并滴加到试管A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

②往装有沉淀的试管中加入过量的2 mol·L－1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2 mol·L－1盐酸，出现无色气泡，说明原溶液中含有HCO3-

【解析】

试题分析：(1)向该溶液中加入过量盐酸，产生气体，说明可能含有CO32-或HCO3-；向溶液中加入过量的BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明可能含有CO32-或SO42-，综合以上两种情况可以得出本题中4个假设的答案。

(2)设计实验方案关键是利用BaSO4不溶于水也不溶于酸的性质和NaHCO3溶于水、不能与Ba2＋反应生成沉淀，但可与酸反应放出气体的性质来进行实验的设计。

考点：考查溶液中离子检验探究的有关判断