Question

5．實(shí)驗(yàn)室常利用甲醛法測定（NH₄）₂SO₄樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其反應(yīng)原理為：4NH₄⁺+6HCHO═3H⁺+6H₂O+（CH₂）₆N₄H⁺[滴定時(shí)，1mol （CH₂）₆N₄H⁺與1mol H⁺相當(dāng)]，然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定反應(yīng)生成的酸．某興趣小組用甲醛法進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
步驟I：稱取樣品1.500g．
步驟Ⅱ：將樣品溶解后，完全轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中，定容，充分搖勻．
步驟Ⅲ：移取25.00mL樣品溶液于250mL錐形瓶中，加入10mL 20%的中性甲醛溶液，搖勻、靜置5min后，加入1～2滴酚酞試液，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)．按上述操作方法再重復(fù)2次．
（1）根據(jù)步驟Ⅲ填空：
①堿式滴定管用蒸餾水洗滌后，直接加入NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，則測得樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）；
②錐形瓶用蒸餾水洗滌后，水未倒盡，則滴定時(shí)用去NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積無影響（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）；
③滴定時(shí)邊滴邊搖動(dòng)錐形瓶，眼睛應(yīng)觀察B；
A．滴定管內(nèi)液面的變化　　　　B．錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化
④滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，酚酞指示劑由無色變?yōu)榉奂t（或淺紅）色；
（2）滴定結(jié)果如下表所示：

滴定次數(shù)	待測溶液的體積/mL	標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積
		滴定前刻度/mL	滴定后刻度/mL
1	25.00	1.02	21.03
2	25.00	2.00	21.99
3	25.00	0.20	20.20

若NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0.1010mol•L^-1，則該樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.85%．

Answer 1

分析 （1）①滴定管需要要NaOH溶液潤洗，否則會導(dǎo)致溶液濃度偏低，體積偏大；
②錐形瓶內(nèi)是否有水，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響，可從物質(zhì)的物質(zhì)的量的角度分析；
③滴定時(shí)眼睛應(yīng)注意注意觀察顏色變化，以確定終點(diǎn)；
④根據(jù)酚酞的變色范圍確定滴定終點(diǎn)時(shí)顏色變化；
（2）標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積應(yīng)取三次實(shí)驗(yàn)的平均值，計(jì)算出溶液中H⁺的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式可知（CH₂）₆N₄H⁺的物質(zhì)的量，進(jìn)而確定樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）①堿式滴定管用蒸餾水洗滌后需要再用NaOH溶液潤洗，否則相當(dāng)于NaOH溶液被稀釋，滴定消耗的體積會偏高，測得樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也將偏高，
故答案為：偏高；
②錐形瓶用蒸餾水洗滌后，雖然水未倒盡，但待測液中的H⁺的物質(zhì)的量不變，則滴定時(shí)所需NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液中的氫氧化鈉的物質(zhì)的量就不變，也就是無影響，
故答案為：無影響；
③定時(shí)邊滴邊搖動(dòng)錐形瓶，眼睛應(yīng)注意觀察顏色變化，確定滴定終點(diǎn)，故答案為：B；
④待測液為酸性，酚酞應(yīng)為無色，當(dāng)溶液轉(zhuǎn)為堿性時(shí)，溶液顏色變?yōu)榉奂t（或淺紅），故答案為：無色變?yōu)榉奂t（或淺紅）；
（2）標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積應(yīng)取三次實(shí)驗(yàn)的平均值，
首先確定滴定時(shí)所用的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液為$\frac{20.01+19.99+20.00}{3}$mL=20.00mL，
根據(jù)題意中性甲醛溶液一定是過量的，而且1.500g 銨鹽 經(jīng)溶解后，取了其中$\frac{1}{10}$進(jìn)行滴定，即0.15g，
滴定結(jié)果，溶液中含有H⁺（含（CH₂）₆N₄H⁺）共0.02L××0.1010mol/L=0.00202mol，
根據(jù)4NH₄⁺+6HCHO═3H⁺+6H₂O+（CH₂）₆N₄H⁺，每生成4molH⁺（含（CH₂）₆N₄H⁺），會消耗NH₄⁺4mol，
所以共消耗NH₄⁺0.00202mol，
其中含氮元素0.00202mol×14g/mol=0.02828g
所以氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.02828}{0.15}$×100%=18.85%，
故答案為：18.85%．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的含量的測定，側(cè)重于中和滴定的考查，注重于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和分析能力和�?jì)算能力的綜合考查，為考試高頻考點(diǎn)，題目難度不大．