Question

10．實(shí)驗(yàn)室常利用甲醛法測定（NH₄）₂SO₄樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其反應(yīng)原理為：
4NH₄⁺+6HCHO═3H⁺+6H₂O+（CH₂）₆N₄H⁺（滴定時(shí)，1mol（CH₂）₆N₄H⁺與 l mol H⁺相當(dāng)），然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定反應(yīng)生成的酸，某興趣小組用甲醛法進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
步驟Ⅰ：稱取樣品1.500g．
步驟Ⅱ：將樣品溶解后，完全轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中，定容，充分搖勻．
步驟Ⅲ：移取25.00mL樣品溶液于250mL錐形瓶中，加入10mL20%的中性甲醛溶液，搖勻、靜置5min后，加入1～2滴酚酞試液，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)．按上述操作方法再重復(fù)2次．
（1）根據(jù)步驟Ⅲ填空：
①堿式滴定管用蒸餾水洗滌后，直接加入NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，則測得樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）．
②錐形瓶用蒸餾水洗滌后，水未倒盡，則滴定時(shí)用去NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積無影響（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．
③滴定時(shí)邊滴邊搖動(dòng)錐形瓶，眼睛應(yīng)觀察B．
A．滴定管內(nèi)液面的變化
B．錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化
④判斷滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由無色變?yōu)榉奂t，且保持半分鐘不變色．
⑤如圖是某次滴定時(shí)的滴定管中的液面，其讀數(shù)為22.60mL．
（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(biāo)準(zhǔn)溶液的體積
		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標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0.1050mol•L^-1則該樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19.6%．

Answer 1

分析 （1）①滴定管需要要NaOH溶液潤洗，否則會導(dǎo)致溶液濃度偏低，體積偏大；
②錐形瓶內(nèi)是否有水，溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變；
③滴定時(shí)眼睛應(yīng)注意注意觀察顏色變化，以確定終點(diǎn)；
④氫氧化鈉滴定酸溶液，酚酞顏色變化為無色變化為紅色；
⑤依據(jù)滴定管刻度為0.01ml讀數(shù)；
（2）標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積應(yīng)取三次實(shí)驗(yàn)的平均值，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1/10進(jìn)行滴定，即0.15g，根據(jù)n=cV計(jì)算消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算H⁺[含（CH₂）₆N₄H⁺]的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式可知每生成4molH⁺[含（CH₂）₆N₄H⁺]會消耗NH₄⁺4mol，據(jù)此計(jì)算銨根離子物質(zhì)的量，再計(jì)算氮元素的質(zhì)量，據(jù)此計(jì)算解答．

解答 解：（1）①堿式滴定管用蒸餾水洗滌后需要再用NaOH溶液潤洗，否則相當(dāng)于NaOH溶液被稀釋，滴定消耗的體積會偏高，測得樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也將偏高，
故答案為：偏高；
②錐形瓶用蒸餾水洗滌后，雖然水未倒盡，但待測液中的H⁺的物質(zhì)的量不變，則滴定時(shí)所需NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液中的氫氧化鈉的物質(zhì)的量就不變，溶液的體積不變，
故答案為：無影響；
③定時(shí)邊滴邊搖動(dòng)錐形瓶，眼睛應(yīng)注意觀察顏色變化，確定滴定終點(diǎn)，故答案為：B；
④氫氧化鈉滴定酸溶液，滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液從無色變?yōu)闇\紅色，30s內(nèi)不褪色，
故答案為：溶液由無色變?yōu)榉奂t，且保持半分鐘不變色；
⑤滴定管是精密量具，讀取數(shù)值為0.01ml，結(jié)合圖中液面變化得到此時(shí)讀數(shù)為22.60mL，
故答案為：22.60；
（2）標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積應(yīng)取三次實(shí)驗(yàn)的平均值，首先確定滴定時(shí)所用的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液為$\frac{20.01+19.99+20.00}{3}$mL=20.00mL，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(jìn)行滴定，即0.15g，滴定結(jié)果，溶液中含有H⁺（含（CH₂）₆N₄H⁺）共0.02L××0.1050mol/L=0.0021mol，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⁺0.0021mol，其中含氮元素0.0021mol×14g/mol=0.0294g
所以氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.0294}{0.15}$×100%=19.6%，
故答案為：19.6%．

點(diǎn)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(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和分析能力和�?jì)算能力的綜合考查，題目難度中等．