Question

3．同學們利用“硫酸、硝酸銨、氫氧化鈉、碳酸鉀”四種物質的溶液進行探究學習，完成下列各問：
【實驗探究】
（1）A、B、C、D四組同學分別進行了下列實驗

寫出下列的兩個化學方程式：
①A中的反應2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O
②D中的反應K₂CO₃+Ba（NO₃）₂=BaCO₃↓+2KNO₃
【挖掘實質】
如圖是A組反應的微觀過程示意圖該化學反應的實質可以表示為H⁺+OH^-=H₂O．
【實踐運用】
（1）完成試驗后，四組同學將廢液倒入同一個燒杯中，再將廢液過濾，得到無色溶液和白色沉淀，用無色溶液滴加紫色石蕊試劑，變為紅色．
（2）①溶液中的白色沉淀一定是硫酸鋇，理由是無色溶液滴加紫色石蕊試劑，變為紅色，說明得到無色溶液為酸性，酸過量，亦說明白色沉淀不能溶于酸．
（3）廢液中一定不含有的離子是OH^-和CO₃^2-．
（4）為了驗證該溶液中可能含有的離子是否存在，我設計如下實驗進行驗證：

溶液中可能含有離子	實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①可能含有 Ba2+	②取濾液滴加 硫酸鈉溶液	現象明顯	含有該離子

Answer 1

分析 【實驗探究】（1）①根據氫氧化鈉和硫酸反應生成硫酸鈉和水進行分析；
②根據碳酸鉀和硝酸鋇反應生成碳酸鋇沉淀和硝酸鉀進行分析；
【挖掘實質】根據中和反應的實質是氫離子和氫氧根離子反應生成水進行分析；
【實踐運用】（2）根據無色溶液滴加紫色石蕊試劑，變為紅色，說明得到無色溶液為酸性，亦說明白色沉淀不能溶于酸；
（3）根據氫離子與氫氧根離子和碳酸根離子不能共存；
（4）通過上述探究發現，在溶液中H⁺和OH^-不能大量共存，我還發現在溶液中Ba²⁺和SO₄^2-也不能大量共存；利用上述四種物質的溶液完成實驗后，將所得物質混合并過濾，得到一種無色溶液．經測定，該溶液顯酸性．則在該溶液中一定含有的離子是H⁺、Na⁺、K⁺和NO₃^-．

解答 解：【實驗探究】（1）①A中的反應氫氧化鈉和硫酸反應生成硫酸鈉和水，化學方程式為：2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
②D中的反應碳酸鉀與硝酸鋇反應生成碳酸鋇和硝酸鉀，化學方程式為：K₂CO₃+Ba（NO₃）₂=BaCO₃↓+2KNO₃；
【挖掘實質】中和反應的實質是氫離子和氫氧根離子反應生成水，表示為：H⁺+OH^-=H₂O；
【實踐運用】（2）無色溶液滴加紫色石蕊試劑，變為紅色，說明得到無色溶液為酸性，酸過量，亦說明白色沉淀不能溶于酸，由“硫酸、硝酸銨、氫氧化鈉、碳酸鉀”四種物質看，沉淀一定是硫酸鋇，
（3）由于無色溶液滴加紫色石蕊試劑，變為紅色，說明得到無色溶液為酸性，酸過量，則溶液中一定不能含有氫氧根離子和碳酸根離子；
（4）通過上述探究發現，在溶液中H⁺和OH^-不能大量共存，我還發現在溶液中Ba²⁺和SO₄^2-也不能大量共存；利用上述四種物質的溶液完成實驗后，將所得物質混合并過濾，得到一種無色溶液．經測定，該溶液顯酸性．則在該溶液中一定含有的離子是H⁺、Na⁺、K⁺和NO₃^-

溶液中可能含有的離子	設計實驗驗證（實驗步驟、現象及對應的結論）
可能性一：Ba2+	取上述溶液少量于試管中，加入少量硫酸鈉溶液．若出現白色沉淀，則說明上述溶液中含有Ba2+；若沒有出現白色沉淀，則說明上述溶液中不含有Ba2+．
可能性二：SO42-	取上述溶液少量于試管中，加入少量硝酸鋇溶液．若出現白色沉淀，則說明上述溶液中含有SO42-；若沒有出現白色沉淀，則說明上述溶液中不含有SO42-．

故答案為：【實驗探究】（1）①2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
②K₂CO₃+Ba（NO₃）₂=BaCO₃↓+2KNO₃；
【挖掘實質】H⁺+OH^-=H₂O；
【實踐運用】（2）硫酸鋇；無色溶液滴加紫色石蕊試劑，變為紅色，說明得到無色溶液為酸性，酸過量，亦說明白色沉淀不能溶于酸；
（3）OH^-和CO₃^2-；
（4）

溶液中可能含有離子	實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①可能含有Ba2+	②取濾液滴加硫酸鈉溶液	現象明顯	含有該離子

點評 本題考查復分解反應及其反應條件．是化學中四大基本反應類型之一．它的概念是兩種化合物互相交換成分，生成兩種新的化合物的反應．沉淀、氣體、水是復分解反應發生的條件．