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，相關物質的溶解度如下：

物質	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溶液的溶質質量分數不可能達到20%

．
（2）為確定其它幾種猜想是否正確，小明同學繼續進行探究：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
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的結論評價是結論不正確，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	實驗現象	實驗結論
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）根據溶解度與飽和溶液的質量分數的關系，利用飽和溶液的溶質質量分數為該溫度下該溶液的溶質質量分數最大值，由硫酸鈉的溶解度為19.5g而標簽上標明溶液的溶質質量分數為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白色沉淀而判斷溶液為硫酸鎂，根據三種溶液中溶質化學性質的差異，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質量分數的值不會大于該溫度下溶質的溶解度，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的質量分數=

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溶液的溶質質量分數不可能達到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	實驗現象	實驗結論
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質量分數與溶解度的關系、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．