Question

（14分）实验室常利用甲醛法测定(NH₄)₂SO₄样品中氮的质量分数，其反应原理为：4NH₄⁺＋6HCHO===3H^＋＋6H₂O＋(CH₂)₆N₄H^＋[滴定时，1 mol(CH₂)₆N₄H^＋与1 mol H^＋相当]，然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验：

步骤Ⅰ　称取样品1.5 g。

步骤Ⅱ　将样品溶解在250 mL容量瓶中，定容，充分摇匀。

步骤Ⅲ　移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中，加入10 mL 20%的中性甲醛溶液，摇匀、静置5 min后，加入1～2滴酚酞试液，用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。

(1)上述操作步骤Ⅱ是否正确________(填“是”或“否”)；若不正确，请改正_______________________________________________。(若正确，此空不填)

(2)根据步骤Ⅲ填空：

①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后，直接加入NaOH标准溶液进行滴定，则测得样品中氮的质量分数________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

②锥形瓶用蒸馏水洗涤后，水未倒尽，则滴定时用去NaOH标准溶液的体积________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

③滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察________。

A．滴定管内液面的变化

B．锥形瓶内溶液颜色的变化

④滴定达到终点时，溶液最终变成____________色。

(3)滴定结果如下表所示：

滴定 次数	待测溶液的体积/mL	标准溶液的体积
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标准溶液的浓度为0.101 0 mol/L，则该样品中氮的质量分数为________。

 

Answer 1

【答案】

⑴否；将样品溶解在小烧杯中，冷却后转移至容量瓶中。

⑵①偏高 ②无影响 ③B ④红色 ⒀18.85﹪

【解析】

试题分析：（1）容量瓶不能直接溶解物质配制溶液，所以操作错误。应该将样品溶解在小烧杯中，冷却后转移至容量瓶中。

(2)①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后需要再用NaOH溶液润洗，否则相当于NaOH溶液被稀释，滴定消耗的体积会偏高，测得样品中氮的质量分数也将偏高。 ②锥形瓶用蒸馏水洗涤后，虽然水未倒尽，但待测液中的H⁺ 的物质的量不变，则滴定时所需NaOH标准溶液中的氢氧化钠的物质的量就不变，也就是无影响。③注意观察颜色变化，确定滴定终点。 ④待测液为酸性，酚酞应为无色，当溶液转为碱性时，溶液颜色变为粉红(或浅红)。

(3)标准溶液的体积应取三次实验的平均值，

首先确定滴定时所用的NaOH标准溶液为（20.01+19.99+20.00）/3=20.00mL

根据题意中性甲醛溶液一定是过量的，而且1.500g 铵盐 经溶解后，取了其中1/10进行滴定，即0.15g，滴定结果，溶液中含有H⁺（含(CH₂)₆N₄H⁺）共0.02´0.1010=0.00202mol

根据反应式，每生成4molH⁺（含(CH₂)₆N₄H⁺）,会消耗NH₄⁺4mol

所以共消耗NH₄⁺0.00202mol

其中含氮元素0.00202´14=0.02828g

所以氮的质量分数为0.02828/0.15´100%=18.85%

考点：中和滴定实验

点评：本题考查了中和滴定实验的原理以及操作步骤（①准备：洗涤→检漏→润洗→注液→调液→读数。 ②滴定：移液（放液）→滴加指示剂→滴定终点→读数→重复2～3次→计算（取平均值）。