Question

一次趣味化學活動中，王老師向同學們展示了一瓶標簽受損的無色溶液，如圖所示．
要求同學們進行探究：確認這瓶溶液究竟是什么溶液？
【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

②（NH₄）₂SO₄的水溶液顯酸性
（1）【實驗探究】小明認為王老師的提示猜想 ②不正確，原因是

常溫下Na₂SO₄溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)不可能達到20%

．
（2）為確定其它幾種猜想是否正確，小明同學繼續(xù)進行探究：

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 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，并跟標準比色卡對照	溶液pH小于7	猜想③成立

小雅對小明實驗操作②的結(jié)論評價是結(jié)論不正確，理由是

（NH₄）₂SO₄溶液也呈酸性

；
（3）請你設計實驗方案，確認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， 紅色石蕊試紙變藍	猜想④成立，該反應的化學方程式為 （NH4）2SO4+2NaOH   △   .   =Na2SO4+2NH3↑+2H2O

Answer 1

分析：【實驗探究】（1）根據(jù)溶解度與飽和溶液的質(zhì)量分數(shù)的關系，利用飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為該溫度下該溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)最大值，由硫酸鈉的溶解度為19.5g而標簽上標明溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(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)化學性質(zhì)的差異，可判斷所滴加溶液應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溶液為硫酸銨．

解答：解：【實驗探究】（1）某溫度下飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(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)量分數(shù)=

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；
（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、試紙變成藍色，即可說明溶液中含有銨根離子，可確認溶液為硫酸銨溶液；
故答案為：（1）常溫下Na₂SO₄溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)不可能達到20%．（2）①NaOH （或氫氧化鈉）（答案合理即可）    （NH₄）₂SO₄溶液也呈酸性
（3）

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
向試管中加入少量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， 紅色石蕊試紙變藍	（NH4）2SO4+2NaOH   △   .   Na2SO4+2NH3↑+2H2O

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