Question

甲、乙兩組同學在探究物質的性質實驗時，得到的廢液中共含有K⁺、Ba²⁺、Cu²⁺、OH^-、NO₃^-、CO₃^2-六種離子．經測試：甲組同學實驗所得廢液的pH=13；那么，乙組同學實驗廢液中含有的離子是________．
經合作討論，甲、乙兩組同學將實驗產生的廢液按適當比例混合后，可將廢液中對環境污染較為嚴重的Ba²⁺、Cu²⁺、OH^-離子除去．請寫出廢液混合后發生的任意兩個反應的化學方程式：
①________；②________．

Answer 1

Ba²⁺、Cu²⁺和NO₃^-    Ba（NO₃）₂+K₂CO₃═BaCO₃↓+2KNO₃    Cu（NO₃）₂+2KOH=Cu（OH）₂↓+2KNO₃
分析：根據題設條件，按步分析，邏輯推理，層層推進，“對號入座”，得出結論．由pH的實質、堿與鹽的溶解性、離子共存和溶液呈電中性的相關知識，可以得出本題的答案．
解答：甲組所得廢液的pH=13，說明甲組所得廢液中含有氫氧根離子．
當廢液中含有氫氧根離子時，由于氫氧根離子與銅離子會形成藍色沉淀氫氧化銅，兩種離子不能共存，因此甲組廢液中不能含有銅離子，所以乙組所得廢液中含有銅離子．
當廢液中含有銅離子時，由于銅離子與碳酸根離子會形成藍色沉淀碳酸銅，兩種離子不能共存，因此乙組廢液中不能含有碳酸根離子，所以甲組所得廢液中含有碳酸根離子．
當廢液中含有碳酸根離子時，由于碳酸根離子與鋇離子會形成白色沉淀碳酸鋇，兩種離子不能共存，因此甲組廢液中不能含有鋇離子，所以乙組所得廢液中含有鋇離子．
由于乙組廢液中不含氫氧根離子和碳酸根離子，所有的溶液都呈電中性，因此所提供的三種陰離子中必須含有硝酸根離子．
所以乙組所得廢液中含有的離子是Ba²⁺、Cu²⁺和NO₃^-，即乙組廢液中含有硝酸鋇和硝酸銅兩種溶質．
同樣的道理，甲組廢液中應含有的離子是K⁺、OH^-、CO₃^2-，即甲組廢液中含有氫氧化鉀和碳酸鉀兩種溶質．
除去Ba²⁺、Cu²⁺、OH^-，就是要通過兩種廢液中的物質相互反應，將硝酸鋇、硝酸銅和氫氧化鉀轉化成其它的物質．
其中硝酸鋇能與碳酸鉀反應生成白色沉淀碳酸鋇和硝酸鉀．
該反應的化學方程式為：Ba（NO₃）₂+K₂CO₃═BaCO₃↓+2KNO₃．
其中硝酸銅能與氫氧化鉀反應生成藍色沉淀氫氧化銅和硝酸鉀．
該反應的化學方程式為：Cu（NO₃）₂+2KOH=Cu（OH）₂↓+2KNO₃．
其中硝酸銅能與碳酸鉀反應生成藍色沉淀碳酸銅和硝酸鉀．
該反應的化學方程式為：Cu（NO₃）₂+K₂CO₃═CuCO₃↓+2KNO₃．
故答案為：
Ba²⁺、Cu²⁺和NO₃^-
①Ba（NO₃）₂+K₂CO₃═BaCO₃↓+2KNO₃
②Cu（NO₃）₂+2KOH=Cu（OH）₂↓+2KNO₃
③Cu（NO₃）₂+K₂CO₃═CuCO₃↓+2KNO₃
可以從以上的化學方程式中任選兩個作為本題的答案．
點評：本題主要考查pH的實質、堿與鹽的溶解性、離子共存和溶液呈電中性的相關知識，難度較大．