Question

12．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硫酸溶液、④硫酸銨溶液
【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	H2SO4	（NH4）2SO4
溶解度	35.1g	19.5g	與水任意比互溶	75.4g

B：（NH₄）₂SO₄的水溶液顯酸性
請回答：（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（填序序號）不成立，原因是常溫下，Na₂SO₄飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于20%；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（填序號）成立
②用玻璃棒蘸取少許原溶液滴在pH試紙上，并跟比色卡對照	溶液pH小于7	猜想③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的水溶液顯酸性．請你寫出實(shí)驗(yàn)操作①反應(yīng)的化學(xué)方程式MgSO₄+2NaOH═Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓．

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)硫酸溶液顯酸性，pH小于7分析猜想③；
（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．

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）由于某溫度下飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的值不會大于該溫度下溶質(zhì)的溶解度．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)=$\frac{19.5g}{100g+19.5g}$×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；
②由于硫酸溶液呈酸性，溶液的pH小于7，所以，猜想③成立；
由于MgSO₄、（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↓．
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，①，理由：（NH₄）₂SO₄的水溶液顯酸性，MgSO₄+2 NaOH═Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓．

點(diǎn)評 本題的綜合性較強(qiáng)，涉及基礎(chǔ)知識和技能較多，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，是解答本題的基礎(chǔ)．