Question

4．小明同学在实验室帮助整理化学试剂时，发现有一瓶无色溶液，标签已破损（如图1），他想知道该溶液的成分．
[假设与探究]小明认为这瓶溶液可能是硫酸，并设计两个方案进行探究：
方案1：取样于试管中，加入1～2滴紫色石蕊试液；
方案2：取样于试管中，加入适量铁粉．
如果这瓶溶液是硫酸，则通过方案1将观察到石蕊试液显红色；用方案2检测硫酸所应用的原理是Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑（用化学方程式表示）．
老师告诉小明这是一瓶硫酸盐溶液，并建议他继续进行探究，以确定这瓶溶液的成分．
[分析与推理]（1）小明依据金属活动性顺序，归纳出如下表所示的一些硫酸盐．根据破损的标签，在表格空白处还可填入的物质是ZnSO₄（用化学式表示）．

硫酸钾	硫酸钙	硫酸钠	硫酸镁	…	硫酸亚铁
K2SO4	CaSO4	Na2SO4	MgSO4	…	FeSO4

（2）根据该溶液是无色的，小明确定该溶液不可能是上表中的FeSO₄．
[实验与结论]在老师指导下，小明取适量的该溶液于试管中，加入氢氧化钠溶液，无明显现象；加热，闻到刺激性的氨臭味；再将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察到试纸变成蓝色． 由此，小明初步确定该溶液的主要成分可能是（NH₄）₂SO₄，请帮他写出硫酸铵与氢氧化钠反应的化学方程式：（NH₄）₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O+2NH₃↑．
[拓展运用]（NH₄）₂SO₄属于化学肥料中的氮肥（填氮肥、磷肥、钾肥或复合肥），施用（NH₄）₂SO₄时要避免和碱性物质混用．

Answer 1

分析 [假设与探究]根据酸能使石蕊试液变红以及酸能和活泼金属反应放出氢气进行解答；
[分析与推理]（1）根据表中的硫酸盐的金属活动性都大于铁的活动性进行解答；
（2）根据硫酸亚铁溶液呈浅绿色进行解答；
[实验与结论]根据硫酸铵与氢氧化钠反应生成硫酸钠、水和氨气进行解答；
[拓展运用]根据常见的肥料及划分的依据分析．

解答 解：[假设与探究]酸能使石蕊试液变红，所以如果这瓶溶液是硫酸，则通过方案1将观察到石蕊试液显红色；酸能和活泼金属反应放出氢气，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；故填：红；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
[分析与推理]（1）根据表中的硫酸盐的金属活动性都大于铁的活动性，锌的活动性大于铁，所以在表格空白处还可填入的物质是硫酸锌，化学式为ZnSO₄；故填：ZnSO₄；
（2）硫酸亚铁溶液呈浅绿色，所以该溶液是无色的，小明确定该溶液不可能是表中的硫酸亚铁；故填：FeSO₄；
【实验与结论】硫酸铵与氢氧化钠反应生成硫酸钠、水和氨气，化学方程式为：（NH₄）₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O+2NH₃↑．故填：（NH₄）₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O+2NH₃↑；
[拓展运用]（NH₄）₂SO₄中含有的营养元素是氮元素，因此属于化学肥料中的氮肥；故填：氮肥．

点评 本题考查物质鉴别和检验方法的选择和应用，为高频考点，侧重硫酸盐及阴离子检验的考查，注意试剂的选择、现象与结论的关系即可解答，具有一定的开放性，题目难度不大．