Question

實驗室有一瓶標簽受損的無色溶液，如下圖所示．老師要求同學(xué)們進行探究：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
請回答：（1）該無色溶液一定含有的離子是______；
[實驗探究]（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)認為猜想______（填序號）不成立，原因是______；
（3）為確定其它幾種猜想是否正確，小明同學(xué)設(shè)計實驗繼續(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______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，并跟比色卡對照	溶液pH小于7	猜想④成立

小雅同學(xué)認為小明實驗操作②的結(jié)論不正確，她的理由是______，
請你寫出實驗操作①反應(yīng)的化學(xué)方程式______．
（答對下面（4）將獎勵4分，但全卷總分不超過60分）
（4）請你設(shè)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， ______	______	猜想③成立，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ______

Answer 1

解：（1）由殘余的標簽可知，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)量分數(shù)=×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)認為小明實驗操作②的結(jié)論不正確的．在實驗操作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)駶櫟募t色石蕊試紙變成藍色，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
故答案為：（1）SO₄^2- （2）②，常溫下，Na₂SO₄飽和溶液的質(zhì)量分數(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
分析：（1）根據(jù)殘余的標簽分析溶液中的離子；
（2）根據(jù)溶解度與飽和溶液的質(zhì)量分數(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)實驗操作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．
點評：本題的綜合性較強，涉及基礎(chǔ)知識和技能較多，準確掌握飽和溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(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，是解答本題的關(guān)鍵．