实验探究和推理都是科学研究的基本方法,请你对以下实验进行探究

问题实验题

实验探究和推理都是科学研究的基本方法,请你对以下实验进行探究和推理

Ⅰ、有一瓶澄清的溶液，其中可能含有H⁺、NH₄^＋、K^＋、Na^＋、Mg²^＋、Ba²^＋、Fe³^＋、SO₄^2―、CO₃^2―、Cl^―和I^―。取该溶液进行了以下实验：

（1）用pH试纸检验，表明溶液呈强酸性；

（2）取部分溶液，加入CCl₄及数滴氯水，经振荡后CCl₄层呈紫红色；

（3）另取部分溶液，加入稀NaOH 溶液使其变为碱性，溶液中无沉淀生成；

（4）取部分上述碱性溶液，加Na₂CO₃溶液有白色沉淀生成；

（5）将（3）得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝；

根据上述实验事实，你可知道该溶液中肯定含有的离子是① ；肯定不存在的离子是② ；还不能确定是否存在的离子是③ 。

Ⅱ、兴趣小组通过实验探究溶解铜的方法和本质。

（1）在热水浴中进行3个实验，部分实验报告如下表所示。

序号	实验操作	实验现象
I	稀硫酸中加入铜片	无明显变化
II	硝酸钠溶液中加入铜片	无明显变化
III	稀硫酸中加入硝酸钠溶液	无明显变化
III	再加入铜片	有无色气泡；溶液变蓝

① 实验I、II的目的是。

② 实验III中反应的本质是（用离子方程式表示）。

答案

Ⅰ、① H⁺、 NH₄^＋、Ba²^＋、I^－；②Mg²^＋、Fe³^＋、SO₄²^－、CO₃²^－；③K^＋、Na^＋、Cl^－。

Ⅱ、①证明Cu不与H⁺、NO₃^－单独反应

②3Cu+8H⁺+2NO₃^－=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

题目分析：I.由（1）知溶液中存在H⁺、无CO₃^2-；由（2）知溶液中存在I^-、无Fe³⁺；由（3）知溶液中无Mg²⁺；由（4）知溶液中有Ba²⁺、无SO₄^2-；由（5）知溶液中存在NH₄⁺。综上可知溶液中一定有H⁺、NH₄⁺、Ba²⁺、I^-，一定无Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-，可能有Na⁺、K⁺、Cl^-。

II.实验I、II的目的是证明H⁺和NO₃^-与Cu不反应，实验III中反应为3Cu+8H⁺+2NO₃^－=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O。

点评：酸性条件下NO₃^－具有强氧化性。