Question

實驗探究和推理都是科學研究的基本方法,請你對以下實驗進行探究和推理
Ⅰ、有一瓶澄清的溶液，其中可能含有H⁺、NH₄^＋、K^＋、Na^＋、Mg^2＋、Ba^2＋、Fe^3＋、SO₄^2―、CO₃^2―、Cl^―和I^―。取該溶液進行了以下實驗：
（1）用pH試紙檢驗，表明溶液呈強酸性；
（2）取部分溶液，加入CCl₄及數滴氯水，經振蕩后CCl₄層呈紫紅色；
（3）另取部分溶液，加入稀NaOH 溶液使其變為堿性，溶液中無沉淀生成；
（4）取部分上述堿性溶液，加Na₂CO₃溶液有白色沉淀生成；
（5）將（3）得到的堿性溶液加熱，有氣體放出，該氣體能使潤濕的紅色石蕊試紙變藍；
根據上述實驗事實，你可知道該溶液中肯定含有的離子是①              ；肯定不存在的離子是②                       ；還不能確定是否存在的離子是③                  。
Ⅱ、興趣小組通過實驗探究溶解銅的方法和本質。
（1）在熱水浴中進行3個實驗，部分實驗報告如下表所示。

序號	實驗操作	實驗現象
I	稀硫酸中加入銅片	無明顯變化
II	硝酸鈉溶液中加入銅片	無明顯變化
III	稀硫酸中加入硝酸鈉溶液	無明顯變化
	再加入銅片	有無色氣泡；溶液變藍

 
① 實驗I、II的目的是           。
② 實驗III中反應的本質是（用離子方程式表示）           。

Answer 1

Ⅰ、① H⁺、 NH₄^＋、Ba^2＋、I^－；②Mg^2＋、Fe^3＋、SO₄^2－、CO₃^2－；③K^＋、Na^＋、Cl^－。
Ⅱ、①證明Cu不與H⁺、NO₃^－單獨反應
②3Cu+8H⁺+2NO₃^－=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

試題分析：I.由（1）知溶液中存在H⁺、無CO₃^2-；由（2）知溶液中存在I^-、無Fe³⁺；由（3）知溶液中無Mg²⁺；由（4）知溶液中有Ba²⁺、無SO₄^2-；由（5）知溶液中存在NH₄⁺。綜上可知溶液中一定有H⁺、NH₄⁺、Ba²⁺、I^-，一定無Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-，可能有Na⁺、K⁺、Cl^-。
II.實驗I、II的目的是證明H⁺和NO₃^-與Cu不反應，實驗III中反應為3Cu+8H⁺+2NO₃^－=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O。
點評：酸性條件下NO₃^－具有強氧化性。