Question

11．一次趣味化學(xué)活動中，王老師向同學(xué)們展示了一瓶標(biāo)簽受損的無色溶液，如圖所示．要求同學(xué)們進(jìn)行探究：確認(rèn)這瓶溶液是什么溶液？
提出猜想】王老師提示：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】（1）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	與水以任意比互溶

（2）（NH₄）₂SO₄的水溶液顯酸性．
【實驗探究】（1）通過查閱資料，小明同學(xué)認(rèn)為猜想②（填序號）不成立，原因是常溫下Na₂SO₄溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不可能達(dá)到20.0%．
（2）為確定其他幾種猜想是否正確，小明同學(xué)繼續(xù)進(jìn)行探究：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①取該溶液少許于試管中，向其中滴加幾滴NaOH（合理答案均可）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，并跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照	溶液pH小于7	猜想③成立

小雅同學(xué)認(rèn)為小明的實驗操作②的結(jié)論不正確，她的理由是（NH₄）₂SO₄溶液也呈酸性．
（3）請你設(shè)計實驗方案，確認(rèn)該溶液是硫酸銨溶液并完成實驗報告：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取該溶液少許于試管中，向試管中加入少量的NaOH溶液并加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生	有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)	猜想④成立，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為（NH4）2SO4+2NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2SO4+2NH3↑+2H2O

Answer 1

分析 （1）根據(jù)溶解度與飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系，利用飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為該溫度下該溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大值，由硫酸鈉的溶解度為19.5g而標(biāo)簽上標(biāo)明溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.0%，可判斷猜想②溶液為硫酸鈉溶液是不成立的；
（2）通過滴加某試劑觀察到出現(xiàn)白色沉淀而判斷溶液為硫酸鎂，根據(jù)三種溶液中溶質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的差異，可判斷所滴加溶液應(yīng)為堿溶液如氫氧化鈉溶液；根據(jù)硫酸溶液和硫酸銨溶液都呈酸性的特點，可判斷由pH小于7就得出溶液為硫酸溶液的說法不能成立；
（3）根據(jù)硫酸銨溶液中含有銨根的特殊性，可通過檢驗銨根的存在而確認(rèn)溶液為硫酸銨．

解答 解：（1）根據(jù)常溫下相關(guān)物質(zhì)的溶解度可知，常溫下Na₂SO₄的飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{19.5g}{19.5g+100g}$×100%＜20%，故這瓶無色溶液肯定不是Na₂SO₄溶液，故猜想②不成立；
（2）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，說明所使用的試劑為氫氧化鈉溶液；由于硫酸溶液、硫酸銨溶液都呈酸性的原因，測出溶液的pH小于7時，并不能就斷定溶液為硫酸溶液，也可能是硫酸銨溶液；
（3）只要檢驗出溶液中含有銨根離子即可說明溶液為硫酸銨，因此可取溶液加入少量氫氧化鈉溶液并微熱，在試管口放一張濕潤的紅色石蕊試紙，觀察到有刺激性氣味氣體產(chǎn)生、試紙變成藍(lán)色，即可說明溶液中含有銨根離子，可確認(rèn)溶液為硫酸銨溶液．
故答案為：（1）②；常溫下Na₂SO₄溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不可能達(dá)到20.0%；
（2）①NaOH（合理答案均可）； （NH₄）₂SO₄溶液也呈酸性；
（3）向試管中加入少量的NaOH溶液并加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口；有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)；（NH₄）₂SO₄+2NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O．

點評 本題涉及基礎(chǔ)知識和技能較多，熟練掌握飽和溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溶解度的關(guān)系、銨根的檢驗、溶液酸堿性與pH關(guān)系等知識，是解答本題的基礎(chǔ)．