Question

化学是一门以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。某化学兴趣小组在实验室中发现一瓶没有标签的无色溶液，同学们对溶液的离子组成很感兴趣，老师告诉他们这瓶溶液中可能含有K⁺、CO₃^2-、NO₃^-、SO₄^2-、H⁺、Fe²⁺、Cl^-中的一种或几种为探究其成分进行如下实验。

小松同学认为无需进行实验就可确定溶液中一定不含______（写离子符号）。

（实验探究）

（实验探究一）小松同学取试液于试管中加入稀硫酸：

由实验现象可确定溶液中一定含有_______，据此推断出一定不含________一同时根据________还可确定溶液中一定还含有K⁺。

（结论应用）通过上述实验，同学们经过讨论分析总结出的一般规律是：在溶液中_____离子不能共存。

（实验探究二）小北同学另取试液于试管中加入硝酸钡溶液产生白的沉淀

由实验现象小北同学得出溶液中一定含有SO₄^2-，小松同学认为小北同学的结论不正确，其理由是：________。

小松同学取少量的白色沉淀于试管中，加入______观察到_______的现象最终确定了试液中还一定含有SO₄^2-。老师告诉同学，这瓶试液实际上就是由两种物质混合而成。同学们经过讨论最终确定了试液的组成。

（归纳总结）经讨论我们能够总结出，在确定试液中离子成分时，对所选试剂的要求是_____，才可以证明试液的组成。

Answer

Fe2+ CO3 2- H + 溶液呈电中性（在溶液中阴阳离子所带电荷数量相等电性相反，溶液不带电） 能发生反应生成沉淀或气体或水的 碳酸钡和硫酸钡都是白色沉底，由于溶液中一定含有碳酸根离子，加入硝酸钡后一定能生成碳酸钡白色沉淀，无法证明硫酸根离子是否存在（合理即可） 过量的稀硝酸（或稀盐酸） 固体部分减少但不消失，固体表面产生气泡 只与待测离子反应，产生明显的唯一的实验现象，且不引入其他待测离子（合理即可）

【解析】

溶液是无色的，故一定不含有显浅绿色的Fe2+。

[实验探究一]

向溶液中加入稀硫酸后有气体生成，说明溶液中一定含有CO3 2-，CO3 2-与H +不能共存，故一定不含H +。溶液中的可能存在的阳离子有K+、H+、Fe2+，经过以上分析，氢离子和亚铁离子一定不存在，故一定含有K+。

[结论应用]

在溶液中能发生反应生成沉淀或气体或水的离子不能共存。

[实验探究二]

碳酸根离子和硫酸根离子都可以和钡离子反应生成沉淀，故不能确定一定含有硫酸根离子。碳酸钡遇酸会反应溶解，而硫酸钡沉淀不会与酸反应，故可以加入过量的稀硝酸（或稀盐酸），如果沉淀全部溶解，说明不含有硫酸根，如果沉淀部分溶解，说明碳酸根和硫酸根都含有，如果沉淀不溶解，说明只含有硫酸根。

[归纳总结]

经讨论我们能够总结出，在确定试液中离子成分时，对所选试剂的要求是只与待测离子反应，产生明显的唯一的实验现象，且不引入其他待测离子（合理即可），才可以证明试液的组成。