Question

【題目】實驗室常利用甲醛法測定(NH4)2SO4樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)，其反應原理為：4NH＋6HCHO=3H＋＋6H2O＋(CH2)6N4H＋[滴定時，1 mol (CH2)6N4H＋與1 mol H＋相當]，然后用NaOH標準溶液滴定反應生成的酸。某興趣小組用甲醛法進行了如下實驗：

步驟Ⅰ　稱取樣品1.5 g；

步驟Ⅱ　將樣品溶解后，完全轉(zhuǎn)移到250 mL容量瓶中，定容，充分搖勻；

步驟Ⅲ　移取25.00 mL樣品溶液于250 mL錐形瓶中，加入10 mL 20%的中性甲醛溶液，搖勻、靜置5 min后，加入1～2滴酚酞溶液，用NaOH標準溶液滴定至終點。按上述操作方法再重復2次。

(1)根據(jù)步驟Ⅲ填空：

①NaOH標準溶液盛放在____滴定管中，若滴定管用蒸餾水洗滌后，直接加入NaOH標準溶液進行滴定，則測得樣品中氮元素的質(zhì)量分數(shù)________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

②滴定達到終點時，酚酞指示劑由________色變成________色。

③下列有關(guān)實驗操作的說法正確的是__________(雙選)。

A．錐形瓶用蒸餾水洗滌后，水未倒盡，則滴定時用去NaOH標準溶液的體積不變

B．滴定終點時，俯視讀數(shù)，使測定結(jié)果偏小

C．只能選用酚酞作指示劑

D．滴入最后一滴NaOH溶液，溶液突然變色，即為滴定終點

E．滴定時，左手控制滴定管活塞，右手握持錐形瓶，邊滴邊振蕩，眼睛注視滴定管中的液面

(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/mL
		滴定前刻度	滴定后刻度
1	25.00	1.02	21.03
2	25.00	2.00	21.99
3	25.00	0.20	20.20

則所用去的NaOH標準溶液的平均體積為_______ mL，若NaOH標準溶液的濃度為0.100 0 mol·L－1，則該樣品中氮元素的質(zhì)量分數(shù)為___________。(列出計算式并計算結(jié)果)

Answer 1

【答案】堿式 偏大 無 粉紅(或淺紅) AB 20.00 18.67%

【解析】

本實驗的目的是通過滴定實驗測定硫酸銨樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)，先使銨根與甲醛發(fā)生反應4NH＋6HCHO=3H＋＋6H2O＋(CH2)6N4H＋，1 mol (CH2)6N4H＋與1 mol H＋相當，所以再用NaOH標準液滴定溶液中(CH2)6N4H＋和H＋，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算出銨根的物質(zhì)的量，繼而確定樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)。

(1)①NaOH溶液顯堿性，應盛放在堿式滴定管中；若滴定管用蒸餾水洗滌后，直接加入NaOH標準溶液進行滴定，會將標準液稀釋，從而使滴定時消耗的標準液體積偏大，使測定結(jié)果偏大；

②待測液顯酸性，所以滴定開始時溶液為無色，酚酞變色的pH范圍為8.2~10，滴定終點顯弱堿性，此時為粉紅色，所以滴定達到終點時，酚酞指示劑由無色變?yōu)榉奂t(或淺紅)色，且在30s內(nèi)不褪去；

③A．錐形瓶用蒸餾水洗滌后，水未倒盡，并未影響待測液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量，所以滴定時用去NaOH標準溶液的體積不變，故A正確；

B．滴定管的0刻度在上方，所以俯視讀數(shù)會使讀取的標準液體積偏小，測定結(jié)果偏小，故B正確；

C．滴定終點溶液呈中性，可以選用甲基橙作指示劑，故C錯誤；

D．滴入最后一滴NaOH溶液，溶液突然變色不能說明達到滴定終點，應是溶液變色后且半分鐘內(nèi)不褪色，才達到滴定終點，故D錯誤；

E．滴定時眼睛要注視錐形瓶，觀察錐形瓶內(nèi)顏色變化，故E錯誤；

綜上所述選AB；

(2)三次實驗所用標準液體積分別為21.03mL-1.02mL=20.01mL，21.99mL-2.00mL=19.99mL，20.20mL-0.20mL=20.00mL，所以平均體積為=20.00mL；

根據(jù)反應方程式可知存在數(shù)量關(guān)系n(NH)= n[H++(CH2)6N4H＋]，1 mol (CH2)6N4H＋與1 mol H＋相當，所以n[H++(CH2)6N4H＋]=n(NaOH)，所以n(NH)= n(NaOH)，則25.00mL待測液中n(NH)=0.02L×0.1000 mol·L－1=0.002mol，則樣品中n(NH)=0.002mol×=0.02mol，則樣品中n(N)=0.02mol，所以氮的質(zhì)量分數(shù)為=18.67%。