Question

16．實驗室常利用甲醛法測定某（NH₄）₂SO₄樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)，其反應(yīng)原理為：4NH${\;}_{4}^{+}$+6HCHO=4H⁺+（CH₂）6N₄+6H₂O，然后用NaOH標準溶液滴定反應(yīng)生成的酸．某興趣小組用甲醛法進行了如下實驗：
步驟1．用電子天平準確稱取樣品1.5000g．
步驟2．將樣品溶解并冷卻后，完全轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中，定容，充分搖勻．
步驟3．移取25.00mL樣品溶液于250mL錐形瓶中，加入10mL20%的中性甲醛，搖勻、靜置5min，加入2滴酚酞試液，用NaOH標準溶液滴定到終點．重復(fù)步驟③操作2次．
（1）根據(jù)步驟3填空：
①下列操作可導(dǎo)致結(jié)果偏高的是BC．
A．讀取滴定終點時NaOH溶液的體積時俯視刻度線
B．滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定結(jié)束無氣泡
C．盛裝標準液的滴定管裝液前用蒸餾水潤洗過，未用標準液潤洗
D．滴加NaOH溶液過快，未充分振蕩，剛看到溶液變色，立刻停止滴定
②滴定時邊滴邊搖動錐形瓶，眼睛應(yīng)觀察．
A．滴定管內(nèi)液面的變化
B．錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化
③滴定達到終點時，溶液由無色色變?yōu)榉奂t（或淺紅）色，且半分鐘內(nèi)不褪色．
④配制樣品溶液及滴定實驗中所需的玻璃儀器除燒杯、250mL容量瓶、錐形瓶、量筒、滴定管外，還有玻璃棒、膠頭滴管．（填儀器名稱）
（2）滴定結(jié)果如下表所示：

滴定次數(shù)	待測溶液的體積/mL	標準溶液的體積
		滴定前刻度/mL	滴定后刻度/mL
1	25.00	1.02	21.04
2	25.00	1.00	21.00
3	25.00	1.20	21.21

若NaOH標準溶液的濃度為0.1000mol•L^-1，則該樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)為18.76%．（保留兩位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）①A．讀取滴定終點時NaOH溶液的體積時俯視刻度線，讀取的氫氧化鈉溶液的體積偏小；
B．滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定結(jié)束無氣泡，導(dǎo)致用去的氫氧化鈉溶液的體積偏大；
C．盛裝標準液的滴定管裝液前用蒸餾水潤洗過，未用標準液潤洗，導(dǎo)致標準液濃度偏小，導(dǎo)致用去的氫氧化鈉溶液的體積偏大；
D．滴加NaOH溶液過快，未充分振蕩，剛看到溶液變色，立刻停止滴定，導(dǎo)致用去的氫氧化鈉溶液的體積偏��；
②滴定時眼睛應(yīng)注意注意觀察顏色變化，以確定終點；
③根據(jù)酚酞的變色范圍確定滴定終點時顏色變化；
④配制樣品溶液及滴定實驗中所需的玻璃儀器除燒杯、250mL容量瓶、錐形瓶、量筒、滴定管、玻璃棒、膠頭滴管；
（2）標準溶液的體積應(yīng)取三次實驗的平均值，計算出溶液中H⁺的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式可知（CH₂）₆N₄H⁺的物質(zhì)的量，進而確定樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）①A．讀取滴定終點時NaOH溶液的體積時俯視刻度線，讀取的氫氧化鈉溶液的體積偏小，會導(dǎo)致計算得的（NH₄）₂SO₄樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)偏低；
B．滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定結(jié)束無氣泡，導(dǎo)致用去的氫氧化鈉溶液的體積偏大，會導(dǎo)致計算得的（NH₄）₂SO₄樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)偏高；
C．盛裝標準液的滴定管裝液前用蒸餾水潤洗過，未用標準液潤洗，導(dǎo)致標準液濃度偏小，導(dǎo)致用去的氫氧化鈉溶液的體積偏大，會導(dǎo)致計算得的（NH₄）₂SO₄樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)偏高；
D．滴加NaOH溶液過快，未充分振蕩，剛看到溶液變色，立刻停止滴定，導(dǎo)致用去的氫氧化鈉溶液的體積偏小，會導(dǎo)致計算得的（NH₄）₂SO₄樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)偏低，
故選BC；
②定時邊滴邊搖動錐形瓶，眼睛應(yīng)注意觀察顏色變化，確定滴定終點，故答案為：B；
③待測液為酸性，酚酞應(yīng)為無色，當溶液轉(zhuǎn)為堿性時，溶液顏色變?yōu)榉奂t（或淺紅），最后一滴NaOH溶液滴下，溶液由無色到粉紅（或淺紅），且半分鐘內(nèi)不變色，
故答案為：無色；粉紅（或淺紅）；
④配制樣品溶液及滴定實驗中所需的玻璃儀器除燒杯、250mL容量瓶、錐形瓶、量筒、滴定管、玻璃棒、膠頭滴管，
故答案為：玻璃棒、膠頭滴管；
（2）標準溶液的體積應(yīng)取三次實驗的平均值，
首先確定滴定時所用的NaOH標準溶液為$\frac{20.02+20.00+20.01}{3}$mL=20.01mL，
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$\frac{1}{10}$進行滴定，即0.15g，
滴定結(jié)果，溶液中含有H⁺（含（CH₂）₆N₄H⁺）共0.0201L×0.1000mol/L=0.00201mol，
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⁺0.00201mol，
其中含氮元素0.00201mol×14g/mol=0.02814g
所以氮的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{0.02814g}{0.15g}$×100%=18.76%，
故答案為：18.76%．

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