硫酸根离子检验的困惑解析

1、作者絮语：关于SO42检验的问题，很多人认为很简单，意思是说就按照教材中说的去做，先加稀盐酸后加BaCl2溶液，经过我质疑之后，很多人又说没有办法。说来惭愧，每当讲到SO42检验时，心里就没底，网上的争论也非常的热。我思索了二十三年，写了二十三年，这一稿自认为很满意了，请编辑审查！硫酸根离子检验的困惑解析邢 入 德江苏省黄埭中学 江苏苏州 215143内容摘要 本文通过对多种版本教材中硫酸根离子检验表述的分析，认为教材编写和题目设计中，被测溶液的“未知”程度导致了命题不严谨，并提出了限制被测溶液为已知状态的命题方案。关键词 SO42 离子检验正文硫酸根离子的检验，是中学阶段必须掌握的几种离子的

2、检验之一，也是考试说明圈定的知识点。关于硫酸根离子的检验方法，一直是个老生常谈的问题，也是个非常棘手的问题，各种版本的教材各说其辞。不禁要问：到底是什么原因使得SO42的检验变得如此纠结和困惑？1 关于硫酸根离子检验的各种表述（1）人教版第一册（必修）第82页，1995年10月第2版：“由此可见，用可溶性钡盐溶液和盐酸（或稀硝酸）可以检验硫酸根离子（SO42）的存在。”（2）人教版第一册（必修加选修），2003年6月第1版：“在实验室里，检验溶液中是否含有SO42时，常常先用盐酸（或稀硝酸）把溶液酸化，以排除CO32等离子可能造成的干扰。再加入BaCl2或Ba(NO3)2溶液，如果有白色沉淀出

3、现，则说明原溶液中有SO42存在”。（3）人教版“化学1”第6页，2007年3月第3版：“在溶液中解离能产生SO42的化合物与BaCl2溶液反应，生成不溶于稀盐酸的白色BaSO4沉淀。利用这一反应可以检验硫酸和可溶性硫酸盐。例如，Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的化学方程式：Na2SO4+ BaCl2BaSO4+2NaCl。”（4）沪教版高中一年级第二学期（试用本）第17页，2007年1月第1版：“在实验室里，检验溶液中是否含有SO42时，常常先用盐酸把溶液酸化，排除CO32等离子可能造成的干扰，再加入BaCl2溶液，如果有白色沉淀出现，则说明原溶液中肯定有SO42存在。”（5）苏教版“化

4、学1”第22页，2009年6月第5版：“人们常用向溶液中加入酸性氯化钡溶液的方法来检验溶液中是否含有硫酸根离子。”（6）鲁教版“化学1”第46页，2007年7月第3版：“离子方程式和化学方程式都能描述化学反应，但离子方程式的描述更加本质，所表示的不仅仅是一个化学反应，而是一类化学反应，并揭示了这类化学反应的实质。例如，可溶性钡盐与可溶性硫酸盐（或硫酸）在溶液中反应的实质是Ba2+与SO42结合生成难溶性的硫酸钡（BaSO4），其离子方程式为：Ba2+ + SO42= BaSO4。利用离子反应可以检验某种（或某些）离子是否存在。”不难看出，上述表述中，（2）、（4）、（5）的表述基本相同，都是给

5、出了检验SO42的具体方案，这也是现在课堂教学中被广泛接受的一种，（1）、（3）、（6）只是给出了检验SO42的反应原理。根据（2）、（4）、（5）的表述，有人设计出下面一道常见的试题：三位同学设计了如下三个方案，并都认为，如果观察到的现象和自己设计的方案一致，即可证明试液中含有SO42。方案甲：试液BaCl2溶液足量稀盐酸白色沉淀沉淀不溶解方案乙：试液BaCl2溶液足量稀盐酸无沉淀白色沉淀方案丙：试液Ba(NO3)2溶液足量稀硝酸无沉淀白色沉淀试评价上述各种方案是否严密，并分别说明理由。参考答案是方案乙严密，理由是方案甲中Ag+会干扰，方案丙中SO32被稀硝酸氧化会干扰，方案乙因排除了Ag+

6、、SO32的干扰而被认为严密。2 对经典检验方法的挑战最近，又有人发现，向“未知溶液”中先加稀盐酸，后加BaCl2溶液的方案也不严谨，若“未知溶液”中同时含有SO32和NO3，先加稀盐酸后，发生如下反应：3SO32+2H+ + 2NO3 3SO42 +2NO+ H2O，新生成的SO42对检验会产生干扰，于是乎围绕“未知溶液”中SO42的检验的问题，又展开了新一轮的探究，并形成了许多检验方案。（1）把溶液先用盐酸酸化，若没有气泡生成（或试管口气体没有颜色变化），再加入BaCl2溶液，如果有白色沉淀出现，则说明原溶液中肯定有SO42存在。这一方案是在有意识回避SO32和NO3共存的情况。（2）有人

7、提出先测“未知溶液”的酸碱性，若溶液呈酸性，则不可能出现SO32和NO3共存的情况，此时可以先加入稀盐酸，以排除Ag+、Hg22+等离子的干扰，然后加入BaCl2溶液，观察是否有白色沉淀生成；若溶液呈碱性，则不可能含有Ag+、Hg22+，但可能含有SO32和NO3，此时先加过量Na2S溶液，再逐滴加入过量盐酸，利用S2的还原性比SO32强的性质，NO3与过量的S2先反应而除去，使SO32免于被NO3氧化，2NO3+3S2+8H+2NO+3S+4H2O，同时SO32也被S2还原而除去，SO32+2S2+6H+3S+3H2O，剩余的S2与H+结合，生成H2S气体从溶液中逸出，再将S滤除，至此SO3

8、2和NO3的干扰即被排除。如果“未知溶液”中还含有SiO32、C17H35COO等离子，在盐酸条件下分别生成沉淀，过滤除去。最后向溶液或滤液中加入BaCl2溶液，观察是否出现白色沉淀。（3）还有人参照特殊专业对SO42的定量检测，列举出重量法、比浊法、EDTA滴定法、分光光度法、光度滴定法、电位滴定法、直接滴定法、离子色谱法等方法，其中有的方法准确度极高，1 mL 溶液中含10g SO42都能检测出来。可能受这种争论的影响，现行各种版本的教材在表述上显得非常纠结，使用“在实验室里”、“可以”、“常常”、“常用” 这些模糊字眼，其中人教版、鲁教版干脆抛弃了“盐酸酸化论”，只告诉反应实质：Ba2+

9、 + SO42= BaSO4，BaSO4不溶于水，不溶于稀盐酸。3 “未知溶液”惹的祸关于SO42的检验方法，到底是什么原因使得各种教材遮遮掩掩？到底是什么原因使得很多人对教材的严谨性提出质疑？“未知溶液”惹的祸。在教材表述以及离子检验的命题中，都没有界定离子存在的环境到底是已知的，还是未知的，这就造成混乱。多数教材关于SO42的检验方法，都是针对或暗指Ag+、SO32、CO32等几种离子造成的干扰，但都没有明确说明溶液的成分是指定的或已知的，读者都是按“未知溶液”去理解的，既然溶液成分是未知的、开放的，设计方案时就应考虑到更多离子可能造成的干扰，如F、PO43、HPO42、C2O42、AlO

10、2、SiO32、C17H35COO等更多我们不知道性质的离子，它们的钡盐是否溶于水？是否白色沉淀？是否溶于稀盐酸？在“未知溶液”中检验SO42时为什么不考虑它们的干扰？既然离子存在的环境是未知的，试图定制一个绝对化、万能的检验方案，当然是经不起推敲的。回顾前述题目中的检验方案（甲、乙、丙），题目对“试液”未作限制，应是“未知溶液”，既然是“未知溶液”，那么方案乙的严密性就值得商榷。有些教材在编写上还存在另一个误区，关于离子的检验到底应告诉反应原理，还是检验方案？我认为，受篇幅限制，教材中编写的应是反应原理，而非检验方案。反应原理是指发生的反应和有关物质的性质，而检验方案则要求具体、严谨，有的教

11、材把离子的检验定位于反应原理，所以表述上非常简洁，有的教材把离子的检验定位于检验方案，所以表述上非常纠结。4 解决问题的途径（1）把被检验的离子限制在已知状态。在离子检验试题的设置上，如果把样品置于完全开放的状态，不仅试题的科学性值得怀疑，也不利于探究学习的开展，若把离子限制在已知溶液中，试题可操作性就强。例一，设计实验方案，证明K2SO4和NaCl溶液中含有SO42；例二，某溶液中可能含有Na+、Cl、CO32、SO32、SO42，请设计实验方案，证明溶液中是否含有SO42？这样把问题限制在半开放状态，有利于教师课堂教学，有利于学生开展实验探究，也避免了众多人的质疑。然而很多编者或命题人根本

12、不从学习者的角度考虑问题，不体谅学习者的难处，总喜欢让学生在“未知溶液”中检验某种离子，好象这样更能考查学生的探究能力，殊不知已把学生引入死胡同。比如，前述SO32和NO3共存的情况，如果干扰SO42检验的离子只有这两种，即溶液是已知的，处理起来比较容易，如果在“未知溶液”中考虑SO32和NO3共存的情况，问题就麻烦了！（2）采取极端思维的方式命题。例如，判断下列说法是否正确：A.向某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，证明溶液中一定含有SO42；B.向某溶液中加入Ba(OH)2溶液，产生白色沉淀，证明溶液中一定含有SO42；C.向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，证明溶液中

13、一定含有SO42。显然，这三种说法都是错误的。这种采取极端思维方式命题，让学生知道Ag+、SO32、CO32、Mg2+会对SO42的检验产生干扰就达到目的了。5 几点感言（1）在教学中，有的老师总想为学生设计出一些万能“公式”、“定理”、“方法”，以不变应万变，这种想法是不切实际的。关于SO42的检验方法，应只告诉检验时发生的反应，Ba2+ +SO42BaSO4，BaSO4不溶于水、不溶于稀盐酸的性质，以及可能干扰的离子，方法不能太具体，其实SO42不一定来自可溶性硫酸盐，还可能是稀硫酸，所加的Ba2+溶液也不一定是BaCl2溶液，还可能是Ba(OH)2溶液或Ba(NO3)2溶液，至于加哪种含

14、Ba2+的溶液，是否需要加稀盐酸，要看“已知溶液”中实际干扰的离子是什么，也就是说并不需要造一个万能的公式。（2）培养学生探究能力，不应忽视中学生的现有知识水平和能力层次，中学阶段应注重基础知识、基本原理、基本方法的教学，提倡探究学习，但不能违反教学的基础性，偏离教学的正常方向，从而加大了教学的难度，挫伤了学生的积极性，把学生引入茫茫无边的未知世界。 （3）不只是SO42的检验如此，其它离子的检验也不宜在“未知溶液”环境中进行。作者简介 邢入德，中学高级教师，苏州市学科带头人，1987年参加工作。电话013962183728 Email：xrd13160 投稿时间2010年9月12日发表于化学教学2011年第5期邢入德老师： 您好！您的文章揭秘硫酸根离子检验的困惑，因为文章中存在一定的问题，请您根据我们的要求进行修改，谢谢！文章能说明一个具有代表性的问题问题症法提出（三）和解决途径（四）都很有特色，但第一部分太长，建议压缩！要求：1.第一部分引用的教材请说明具体版次，不要用“最早”“现行”等词；2.摘要写的像“引言”，需重写。谢谢！谢谢您的配合！也感谢您对化学教学的支持