Question

同学在做实验时用到H₂SO₄、Ba（OH）₂、NaOH、Na₂CO₃四种溶液．某校化学兴趣小组的同学对实验后的废液进行了探究．取废液少许，向其废液中滴加无色酚酞试剂，废液是红色．
[提出问题]：废液中含有哪些离子呢？
[理论分析]：废液是由这种离子（H⁺、SO₄ ^-、Ba²⁺、NO^3-、Na⁺、OH^-、CO₃^2-）相互之间发生反应后形成的．向其废液中滴加无色酚酞试液，废液呈红色，则废液是______性，所以一定不存在的一种离子是______（填离子符号下同）；有二种离子在任何条件下都会存在，它们是NO^3-和______．
[猜想与假设]：同学们提出的部分假设如下：
甲同学：另外，可能还含有Ba²⁺、SO₄²⁺、CO₃^2-
乙同学：另外，可能还含有Ba²⁺
丙同学：另外，可能还含有SO₄^2-、CO₃^2-
以上甲、乙、丙三位同学的假设中，______同学的假设一定不成立，原因是______．
[实验验证]：请按丙同学的假设成立来设计实验，并验证该假设，实验方案如下：

实验步骤	实验现象	结论
______	______	废液中有SO4^2-和CO3^2- 丙同学的假设成立

Answer

[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SO42-和CO32-反应，即可知甲不正确；
[实验验证]：根据SO42-和CO32-的检验方法去分析：CO32-可以与酸反应放出气体，SO42-与Ba2+反应生成白色沉淀．
【解析】
【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-、Na+这两种离子无论什么条件下都会存在．
故答案为：碱性；H+；Na+
【猜想与假设】因为硫酸钡、碳酸钡是沉淀，所以Ba2+与SO42-和CO32-不能共存．
故答案为：甲、Ba2+与SO42-和CO32-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SO42-、CO32-．
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CO32-；继续加稀盐酸直到无气体冒出，让碳酸根耗尽，以防止碳酸钡沉淀的干扰，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SO42-．
故答案为：
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；
③再滴加氯化钡溶液，观察现象 有气泡冒出 废液中有CO32-
有白色沉淀产生 废液中有SO42- 废液中有SO42-和CO32-
丙同学的假设成立