Question

17．實(shí)驗(yàn)小組測定某肥料中的總氮含量（以氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示），實(shí)驗(yàn)裝置如圖（圖中加熱及夾持儀器略去）．稱取1.200g樣品，通過化學(xué)方法將肥料中的氮轉(zhuǎn)化成銨鹽（除樣品外，所加試劑均不含氮元素），然后在堿性溶液中蒸餾氨，用25.00mL濃度為0.5000mol•L^-1硫酸溶液充分吸收，再用濃度為0.1000mol•L^-1氫氧化鈉溶液滴定未反應(yīng)的硫酸．重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)三次．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn) 次數(shù)	氫氧化鈉溶液的體積
	滴定前刻度（mL）	滴定后刻度（mL）
1	0.00	5.22
2	6.00	11.18
3	12.00	17.20

（1）寫出圓底燒瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O．
（2）分液漏斗和圓底燒瓶之間的導(dǎo)管a的作用是保證燒瓶和漏斗內(nèi)壓強(qiáng)恒定，有利于漏斗中的液體滴入錐形瓶中，b的作用是防止錐形瓶中的溶液倒吸．
（3）在滴定過程中，以下操作會(huì)使所測總氮含量偏小的是（填序號(hào)）BD．
A．錐形瓶水洗后未烘干                   B．滴定過程中滴定管有漏水現(xiàn)象
C．滴定過程中有少量溶液從錐形瓶中濺出   D．滴定前滴定管內(nèi)有氣泡，滴定后沒有了
（4）若實(shí)驗(yàn)操作均正確，但測定結(jié)果偏低，可能造成該結(jié)果的主要原因是仍有氨氣殘留在裝置中未被錐形瓶中的硫酸吸收．
（5）利用題目中所給數(shù)據(jù)計(jì)算肥料中總氮含量為28.6%（計(jì)算結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后1位）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)信息，圓底燒瓶內(nèi)為堿性溶液中蒸餾氨，即銨根與堿加熱反應(yīng)生成氨氣和水，據(jù)此離子書寫方程式；
（2）依據(jù)裝置圖根據(jù)保證漏斗中的液體滴入錐形瓶中即要保持燒瓶和漏斗內(nèi)壓強(qiáng)恒定分析導(dǎo)管a的作用；根據(jù)氨氣極易溶于酸分析b的作用；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理：總硫酸的量減去未反應(yīng)的硫酸的量即得到吸收氨氣消耗的硫酸的量，從而計(jì)算氨氣的量，最終計(jì)算總氮含量，所以會(huì)使所測總氮含量偏小即滴定未反應(yīng)的硫酸的量則要偏大，據(jù)此分析；
（4）若實(shí)驗(yàn)操作均正確，但測定結(jié)果偏低，則說明吸收氨氣不完全，據(jù)此分析；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理：總硫酸的量減去未反應(yīng)的硫酸的量即得到吸收氨氣消耗的硫酸的量，從而根據(jù)2NH₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄計(jì)算氨氣的量，最后再根據(jù)肥料中總氮含量=$\frac{m（氮元素）}{m（總）}$×100%進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）根據(jù)信息，圓底燒瓶內(nèi)為堿性溶液中蒸餾氨，即銨根與堿加熱反應(yīng)生成氨氣和水，離子方程式為NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，故答案為：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；
（2）依據(jù)裝置圖必須保證漏斗中的液體滴入錐形瓶中，則就要保持燒瓶和漏斗內(nèi)壓強(qiáng)恒定，所以a的作用為保證燒瓶和漏斗內(nèi)壓強(qiáng)恒定，有利于漏斗中的液體滴入錐形瓶中；因?yàn)榘睔鈽O易溶于酸，所以吸收時(shí)要注意防倒吸，則b的作用為防止錐形瓶中的溶液倒吸，故答案為：保證燒瓶和漏斗內(nèi)壓強(qiáng)恒定，有利于漏斗中的液體滴入錐形瓶中；防止錐形瓶中的溶液倒吸；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理：總硫酸的量減去未反應(yīng)的硫酸的量即得到吸收氨氣消耗的硫酸的量，從而計(jì)算氨氣的量，最終計(jì)算總氮含量，所以會(huì)使所測總氮含量偏小即滴定未反應(yīng)的硫酸的量則要偏大，
A．錐形瓶水洗后未烘干，待測液中溶質(zhì)無損失，對滴定實(shí)驗(yàn)無影響，故錯(cuò)誤；
B．滴定過程中滴定管有漏水現(xiàn)象，即滴定計(jì)算消耗的氫氧化鈉偏多，所以測得的硫酸偏大，故正確；
C．滴定過程中有少量溶液從錐形瓶中濺出，即滴定計(jì)算消耗的氫氧化鈉偏少，所以測得的硫酸偏小，故錯(cuò)誤；
D．滴定前滴定管內(nèi)有氣泡，滴定后沒有了，即滴定計(jì)算消耗的氫氧化鈉偏多，所以測得的硫酸偏大，故正確；
故選：BD；
（4）若實(shí)驗(yàn)操作均正確，但測定結(jié)果偏低，則說明吸收氨氣不完全，所以可能造成該結(jié)果的主要原因是仍有氨氣殘留在裝置中未被錐形瓶中的硫酸吸收，故答案為：仍有氨氣殘留在裝置中未被錐形瓶中的硫酸吸收；
（5）消耗氫氧化鈉溶液體積平均=$\frac{5.22-0+11.18-6.00+17.20-12.00}{3}$=5.20ml；
2NaOH～H₂SO₄
2        1
0.00520L×0.1000mol/L n
n=0.00026mol；
則剩余硫酸為0.00026mol，所以和氨氣反應(yīng)的硫酸=0.0250L×0.500mol/L-0.00026mol=0.01224mol；
2NH₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄，
2        1
n（NH₃） 0.01224mol
n（NH₃）=0.02448mol；
肥料中總氮含量為=$\frac{0.02448mol×14g/mol}{1.200g}$×100%=28.6%，故答案為：28.6%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)裝置的分析和滴定實(shí)驗(yàn)的基本操作及注意問題，誤差分析和計(jì)算方法分析應(yīng)用，滴定過程的分析判斷和計(jì)算是解題關(guān)鍵，題目難度中等．