Question

化学活动小组的同学欲探究盐的化学性质，进行了如下图所示的实验：

 

（观察与记录）

A 试管中的现象是_______________________；B 试管中发生反应的化学方程式是___________； 实验后，同学们将 C、B、A 三支试管中的物质依次都倒入同一个废液缸中，整个过程只观察到固体增多，无其他明显现象。通过此现象，小明画出向 A 试管加入碳酸钾溶液整个过程所得溶液中离子变化情况的图像，结合图像你认为下列两个选项相对合理的是 _________

 

a、①为OH^- ②为K⁺③为Ba²⁺

b、①为OH^-②为CO₃^2-③为Ba²⁺

为了更好的处理废液，同学们对废液中最终的离子成分展开探究。

（提出问题）最终废液中的离子成分？

（猜想与假设）甲同学猜想：K⁺、Cl^-、OH^-；

乙同学猜想：K⁺、Cl^-、OH^-、CO₃^2-；

丙同学猜想：K⁺、Cl^-、OH^-、CO₃^2-、SO₄^2-；

你的猜想：_____；（填一种情况）

（实验与交流）乙同学为证明自己的猜想，取样于试管中，向其中加入足量的稀盐酸，观察到有气泡产生，于是得出自己的猜想是正确的。大家经过讨论认为还可能是___________ 同学的猜想；为了得出最终结论，同学们又向乙同学的实验后的废液中加入_____，没有观察到明显现象，于是得出了乙同学的猜想符 合事实。

（反思与总结）通过上述探究过程我们可以总结出：要想确定混合溶液中离子成分的可能情况，可以先通过有目的的控制_____，并结合观察到的具体现 象进行分析。然后再进行进一步的探究就比较容易得出正确结论。

Answer

（无色）溶液中有白色沉淀生成； K2CO3+H2SO4==K2SO4+CO2↑+H2O a K+、Cl—、OH—、SO42— 丙 硝酸钡溶液或氯化钡溶液或氢氧化钡溶液 溶液倾倒的顺序

【解析】

[观察记录]

A中碳酸钾与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钾，可以看到白色沉淀；

B中硫酸与碳酸钾反应生成硫酸钾、二氧化碳和水，化学方程式K2CO3+H2SO4==K2SO4+CO2↑+H2O；

将 C、B、A 三支试管中的物质依次都倒入同一个废液缸中，整个过程只观察到固体增多，无其他明显现象。说明酸没有剩余，氢氧化钡过量，所以A中溶质为氢氧化钡和氢氧化钾，此时加入碳酸钾，碳酸钾与氢氧化钡继续反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钾，反应过程没有消耗氢氧根，所以反应前后没有改变，所以①为氢氧根离子，离子减少的为钡离子，所以③为钡离子，加入碳酸钾后钾离子数目增多，因此②为钾离子，故选a；

[猜想与假设]

反应生成的氯化钾，没有被消耗，所以一直在溶液中，由于酸已经被消耗完毕，生成了硫酸钾，所以硫酸钾是否全部生成沉淀无法判断，另外碳酸钾也无法判断是否生成了碳酸钡沉淀，所以溶质一定存在氯化钾和氢氧化钾，但是硫酸钾和碳酸钾无法判断，因此一定存在离子为钾离子、氯离子、氢氧根离子，而碳酸根和硫酸根是否存在不能断定，因此进行猜想；故猜想为：K+、Cl-、OH-、SO42-。

[实验与交流]

验证乙同学猜想需要验证碳酸根和硫酸根是否存在，加入盐酸生成二氧化碳，可以看到气泡，因此可以推断含有碳酸根，但是丙同学猜想同样含有碳酸根，也会出现相同现象，因此需要判断硫酸根是否存在，因此在加入足量盐酸后，碳酸根被消耗完毕，此时硫酸根与钡离子可以生成沉淀，所以加入含有钡离子的可溶性试剂即可，氯化钡溶液或者硝酸钡溶液或者氢氧化钡溶液，观察是否有沉淀，判断硫酸根是否存在，从而得出猜想的正确性；

[反思与总结]

在通过C、B、A的顺序加入反应后的物质，通过没有气泡判断出不含有硫酸，因此可以通过控制加入反应物的顺序，得出是否含有某些离子；