Question

13．小兵同學(xué)在化學(xué)實驗室發(fā)現(xiàn)一瓶盛有無色溶液的試劑瓶，其標(biāo)簽嚴(yán)重破損（如圖1所示）．老師告訴他，這瓶試劑可能是硫酸、硫酸鈉、硫酸鎂溶液中的一種．小兵同學(xué)通過查閱資料得知，常溫下這三種物質(zhì)的溶解度如表：

物質(zhì)	H2SO4	Na2SO4	MgSO4
溶解度/g	與水任意比互溶	19.0	39.0

（1）小兵同學(xué)根據(jù)上述信息，分析認(rèn)為此溶液一定不是硫酸鈉溶液．
（2）為確定其成分，該同學(xué)對此溶液進(jìn)行如下實驗探究：
①提出問題：該溶液可能是硫酸或硫酸鎂（只寫一種）．
②實驗驗證（所需其他試劑等可任選）

實 驗 步 驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論

（3）如圖2裝置可用來測量生成的CO₂氣體的體積，其中在水面上放一層植物油的目的是防止二氧化碳溶于水，植物油上方原有的空氣對實驗的結(jié)果沒有（填“有”或“沒有”）明顯影響．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)計算在該溫度下，飽和硫酸鈉溶液、硫酸鎂的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與圖中信息為20%進(jìn)行對比；
（2）根據(jù)給出的試劑，可能是硫酸鎂或硫酸溶液；根據(jù)硫酸或硫酸鎂的化學(xué)性質(zhì)來設(shè)計實驗過程；
（3）根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)能溶于水進(jìn)行解答．

解答 解：（1）根據(jù)硫酸鈉的溶解度，在該溫度下，硫酸鈉飽和溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{19g}{119g}$×100%≈17%，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)不會達(dá)到20.0%；根據(jù)硫酸鎂的溶解度，在該溫度下，硫酸鎂飽和溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{39g}{139g}$×100%≈28.06%，硫酸可以與水任意比互溶，由圖中的標(biāo)簽可知，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.0%，因此不可能是硫酸鈉；
故答案為：硫酸鈉；
（2）①由圖中的標(biāo)簽可知，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.0%，則不可能是硫酸鈉，可能是硫酸鎂或硫酸；故答案為：硫酸或硫酸鎂；
②因硫酸鎂能與氫氧化鈉反應(yīng)生成白色沉淀，而硫酸與氫氧化鈉反應(yīng)無明顯現(xiàn)象，則可利用氫氧化鈉來驗證無色試劑，
實驗步驟為：取適量的溶液于試管中，滴加NaOH溶液；
實驗現(xiàn)象為：溶液變渾濁，有白色沉淀生成（或無現(xiàn)象）；
實驗結(jié)論為：此溶液為硫酸鎂溶液（或溶液為硫酸溶液）；
故答案為：

實 驗 步 驟	實 驗 現(xiàn) 象	實 驗 結(jié) 論
取該溶液少許于試管中，滴入紫色石蕊試液	紫色石蕊試液變紅	該溶液是H2SO4溶液

根據(jù)硫酸鎂的性質(zhì)設(shè)計實驗方案

實 驗 步 驟	實 驗 現(xiàn) 象	實 驗 結(jié) 論
取該溶液少許于試管中，滴入氫氧化鈉溶液	出現(xiàn)白色沉淀	該溶液為硫酸鎂溶液

（3）要測量二氧化碳的體積只能用排水法，用量筒測量水的體積從而測二氧化碳的體積；二氧化碳能溶于水，所以要在水的上方放一層植物油．植物油上方原有的空氣不會溶解在水中，所以油上方的空氣對實驗結(jié)果沒有影響．
故答案為：防止二氧化碳溶于水；沒有．

點評 本題考查缺失標(biāo)簽的藥品成分的探究，屬于開放性習(xí)題，能較好的考查學(xué)生的實驗探究能力，不僅要求通過溶解度計算質(zhì)量分?jǐn)?shù)來猜測成分，還要求實驗設(shè)計過程，訓(xùn)練學(xué)生思維，體現(xiàn)學(xué)生應(yīng)用知識知識解決問題的能力．