Question

碳酸氫銨是我國主要的氮肥品種之一，在貯存和運輸過程中容易揮發(fā)損失．為了鑒定其質(zhì)量和確定田間施用量，必須測定其含氮量．
I．某學生設計了一套以測定二氧化碳含量間接測定含氮量的方法．將樣品放入圓底燒瓶中：

（1）請選擇必要地裝置，按氣流方向連接順序為

 

．
（2）分液漏斗中的液體最適合的是

 

．
A．稀鹽酸      B．稀硫酸      C．濃硝酸      D．氫氧化鈉
（3）連在最后的裝置起到的作用

 

．
Ⅱ．如果氮肥中成分是（NH₄）₂SO₄，則可以用甲醛法測定含氮量．甲醛法是基于甲醛與一定量的銨鹽作用，生成相當量的酸，反應為2（NH₄）₂SO₄+6HCHO→（CH₂）₆N₄+2H₂SO₄+6H₂O，生成的酸再用氫氧化鈉標準溶液滴定，從而測定氮的含量．步驟如下：
①用差量法稱取固體（NH₄）₂SO₄樣品0.6g于燒杯中，加入約30mL蒸餾水溶解，最終配成100mL溶液．用

 

（填“酸式”或“堿式”）滴定管準確取出20.00mL的溶液于錐形瓶中，加入18%中性甲醛溶液5mL，放置5min后，加入1～2滴

 

指示劑（已知滴定終點的pH約為8.8），用濃度為0.08mol/L氫氧化鈉標準溶液滴定，讀數(shù)如下表：

滴定次數(shù)	滴定前讀數(shù)（mL）	滴定后讀數(shù)（mL）
1	1.20	16.21
2	3.00	18.90
3	4.50	19.49

達滴定終點時的現(xiàn)象為

 

，由此可計算出該樣品中的氮的質(zhì)量分數(shù)為

 

．
②在滴定實驗結(jié)束后發(fā)現(xiàn)滴定用的堿式滴定管玻璃尖嘴內(nèi)出現(xiàn)了氣泡，滴定開始時無氣泡，則此實驗測定的含氮量比實際值

 

（填“偏大”“偏小”或“無影響”）．
Ⅲ．如果測定碳酸氫銨中的含氮量時，使用甲醛法是否合理

 

（填“是”或“否”），理由是

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,銨鹽

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：I．（1）根據(jù)反應裝置--干燥裝置--吸收裝置-尾氣處理裝置排序；   
（2）鹽酸和硝酸都具有揮發(fā)性；
（3）空氣中的水和二氧化碳影響實驗結(jié)果；
II．（1）酸式滴定管只能量取酸性溶液，堿式滴定管只能量取堿性溶液，根據(jù)溶液的酸堿性確定滴定管；根據(jù)滴定終點確定指示劑；滴定終點時溶液從無色變?yōu)闇\紅色，30s內(nèi)不褪色；
根據(jù)氫氧化鈉和硫酸銨的關(guān)系式計算硫酸銨的量，最后再計算N元素的含量；
（2）在滴定實驗結(jié)束后發(fā)現(xiàn)滴定用的堿式滴定管玻璃尖嘴內(nèi)出現(xiàn)了氣泡，滴定開始時無氣泡，導致硫酸銨的測定結(jié)果偏小；
III．碳酸氫鈉和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水．

解答： 解：I．（1）根據(jù)反應裝置--干燥裝置--吸收裝置-尾氣處理裝置排序，所以其排列順序是：b-e，f-h，g-c，
故答案為：b-e，f-h，g-c；
（2）制取二氧化碳時需要碳酸鹽和酸反應，稀鹽酸、濃硝酸都具有揮發(fā)性，影響實驗結(jié)果，氫氧化鈉和鹽不能生成二氧化碳，故選B；
（3）為防止影響實驗結(jié)果，需要吸收二氧化碳和水蒸氣，故答案為：防止空氣中水和二氧化碳進入裝置影響實驗結(jié)果；
II．（1）硫酸銨屬于強酸弱堿鹽，其溶液呈酸性，所以需要酸式滴定管量取硫酸銨溶液，滴定終點的pH約為8.8，酚酞的變色范圍是8-10，所以選取酚酞作指示劑；
滴定終點時，溶液從無色變?yōu)闇\紅色，30s內(nèi)不褪色；
2（NH₄）₂SO₄+6HCHO=（CH₂）₆N₄+2H₂SO₄+6H₂O、2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O，所以硫酸銨和NaOH的關(guān)系式為：（NH₄）₂SO₄---2NaOH，NaOH溶液的平均體積=

(16.21-1.20)+(18.90-3.00)+(19.49-4.50)

3

mL=15.3mL，根據(jù)（NH₄）₂SO₄---2NaOH得m[（NH₄）₂SO₄]=

0.0153L×0.08mol/L

2

×132g/mol=0.0808g，0.6g硫酸銨中硫酸銨的質(zhì)量=0.0808g×5=0.404g，
氮元素的質(zhì)量分數(shù)=

0.404g× 28 132 ×100%

0.6g

×100%=14%，
故答案為：酸式；酚酞；溶液從無色變?yōu)闇\紅色，30s內(nèi)不褪色；14%；
 （2）在滴定實驗結(jié)束后發(fā)現(xiàn)滴定用的堿式滴定管玻璃尖嘴內(nèi)出現(xiàn)了氣泡，滴定開始時無氣泡，導致NaOH溶液的量偏小，根據(jù)（NH₄）₂SO₄---2NaOH得，導致測定N含量偏小，故答案為：偏��；
III．因為氫氧化鈉和碳酸氫根離子反應生成氫氧化鈉反應，所以會導致測量結(jié)果偏大，故答案為：否；用氫氧化鈉標準溶液滴定時，溶液中HCO₃^-中的H⁺也會和氫氧化鈉中和．

點評：本題考查了物質(zhì)含量的測定，明確實驗原理是解本題關(guān)鍵，根據(jù)物質(zhì)間的反應結(jié)合實驗操作進行解答，此種類型的題閱讀量較大，同時考查書寫獲取信息、加工信息的能力，注意II（2）中酸堿指示劑的選取方法，注意取用的溶液為配制溶液的五分之一，不是全部溶液，為易錯點．