Question

實(shí)驗(yàn)室有一瓶標(biāo)簽受損的無色溶液，如下圖所示．老師要求同學(xué)們進(jìn)行探究：這瓶溶液到底是什么溶液？
[提出猜想]提示：這瓶無色溶液只能是下列四種溶液中的一種：
①硫酸鎂溶液、②硫酸鈉溶液、③硫酸銨溶液、④硫酸溶液
[查閱資料]A：常溫下，相關(guān)物質(zhì)的溶解度如下：

物質(zhì)	MgSO4	Na2SO4	（NH4）2SO4	H2SO4
溶解度	35.1g	19.5g	75.4g	與水任意比互溶

B：（NH₄）₂SO₄的水溶液顯酸性
請(qǐng)回答：（1）該無色溶液一定含有的離子是

SO₄^2-

；
[實(shí)驗(yàn)探究]（藥品可自選）
（2）通過查閱資料（相關(guān)物質(zhì)的溶解度表），小明同學(xué)認(rèn)為猜想

②

（填序號(hào)）不成立，原因是

常溫下，Na₂SO₄飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于20%

；
（3）為確定其它幾種猜想是否正確，小明同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行探究：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①取該溶液少許于試管中，向其中滴加幾滴 NaOH 溶液	溶液中有白色沉淀生成	猜想①成立
②用玻璃棒蘸取少許原溶液滴在pH試紙上，并跟比色卡對(duì)照	溶液pH小于7	猜想④成立

小雅同學(xué)認(rèn)為小明實(shí)驗(yàn)操作②的結(jié)論不正確，她的理由是

（NH₄）₂SO₄的水溶液也顯酸性

，
請(qǐng)你寫出實(shí)驗(yàn)操作①反應(yīng)的化學(xué)方程式

MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓

．
（答對(duì)下面（4）將獎(jiǎng)勵(lì)4分，但全卷總分不超過60分）
（4）請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，確認(rèn)該溶液是硫酸銨溶液并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

實(shí) 驗(yàn) 操 作	實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象	實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 論
取該溶液少許于試管中， 向試管中加入少量NaOH溶液并加熱，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口	有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，紅色石蕊試紙變藍(lán)	猜想③成立，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 （NH4）2SO4+2NaOH=Na2SO4+2NH3↑+2H2O

Answer 1

分析：（1）根據(jù)殘余的標(biāo)簽分析溶液中的離子；
（2）根據(jù)溶解度與飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系分析；
（3）根據(jù)氫氧化鈉能與硫酸鎂反應(yīng)生成沉淀分析猜想①；根據(jù)pH小于7，溶液顯酸性分析猜想④；
根據(jù)（NH₄）₂SO₄的水溶液顯酸性分析；根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作①的反應(yīng)，寫出反應(yīng)的方程式；
（4）根據(jù)銨根離子遇到氫氧根離子產(chǎn)生的氨氣的性質(zhì)分析．

解答：解：（1）由殘余的標(biāo)簽可知，該無色溶液一定含有的離子是SO₄^2-；
（2）根據(jù)常溫下硫酸鈉的溶解度為19.5g，則常溫下它的飽和溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

19.5g

19.5g+100g

×100%＜20.0%，因此，該溶液不可能是硫酸鈉，故猜想②不成立；
（3）①硫酸鎂、硫酸、硫酸銨三種物質(zhì)中，只有硫酸鎂能與堿溶液氫氧化鈉溶液形成氫氧化鎂沉淀，因此，觀察到出現(xiàn)白色沉淀就可判斷溶液為硫酸鎂溶液．所以，猜想①成立；
由于硫酸溶液呈酸性，溶液的pH小于7，所以，猜想③成立；但（NH₄）₂SO₄的水溶液也顯酸性，所以，小雅同學(xué)認(rèn)為小明實(shí)驗(yàn)操作②的結(jié)論不正確的．在實(shí)驗(yàn)操作①中，硫酸鎂和氫氧化鈉反應(yīng)生成了氫氧化鎂沉淀和硫酸鈉，反應(yīng)的方程式是：MgSO₄+2 NaOH═Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓；
（4）要確認(rèn)該溶液是硫酸銨溶液，即是否含有銨根離子，由于銨根離子遇到氫氧根離子產(chǎn)生刺激性氣味的氨氣，氨氣的水溶液顯堿性，能夠使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變成藍(lán)色，故操作、現(xiàn)象、結(jié)論為：向試管中加入少量NaOH溶液并加熱，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口；有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，紅色石蕊試紙變藍(lán)；（NH₄）₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O
故答案為：（1）SO₄^2-    （2）②，常溫下，Na₂SO₄飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于20%；  （3）①NaOH，理由：（NH₄）₂SO₄的水溶液也顯酸性，MgSO₄+2 NaOH=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓
（4）向試管中加入少量NaOH溶液并加熱，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口
有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，紅色石蕊試紙變藍(lán)
（NH₄）₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O

點(diǎn)評(píng)：本題的綜合性較強(qiáng)，涉及基礎(chǔ)知識(shí)和技能較多，準(zhǔn)確掌握飽和溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溶解度的關(guān)系、銨根的檢驗(yàn)、溶液酸堿性與pH關(guān)系等知識(shí)，是解答本題的關(guān)鍵．