Question

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(yīng)原理為：4NH₄⁺+6HCHO═3H⁺+6H₂O+（CH₂）₆N₄H⁺[酸堿中和滴定時，1mol （CH₂）₆N₄H⁺與 l mol H⁺相當]，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10mL 20%的中性甲醛溶液，搖勻、靜置5min后，加入1～2滴酚酞試液，用NaOH標準溶液滴定至終點．按上述操作方法再重復(fù)2次．
請根據(jù)步驟 III回答下列問題：
（1）該實驗用的是50ml滴定管，如果液面處的讀數(shù)是aml，則滴定管中液體的體積

 

（填代號）
A．是a ml     B．是（50-a）ml    C．一定大于a ml    D．一定大于（50-a）ml
（2）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

 

（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）
（3）滴定時邊滴邊搖動錐形瓶，眼睛應(yīng)觀察

 

，滴定終點的判斷依據(jù)為：

 

．
（4）滴定結(jié)果如表所示：

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

若NaOH標準溶液的濃度為0.1010mol?L^-1，則該樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)為

 

．

Answer 1

分析：（1）液面處的讀數(shù)是aml，則有讀數(shù)部分的液體體積為（50-a）mL，滴定管下端有一定沒有刻度，滴定管內(nèi)液體的體積大于（50-a）mL；
（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，則滴定時所需NaOH標準溶液中的氫氧化鈉的物質(zhì)的量就不變，不影響氫氧化鈉溶液的體積；
（3）滴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；
 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)闇\紅色且半分鐘內(nèi)不褪色，說明到達終點；
（4）標準溶液的體積應(yīng)取三次實驗的平均值，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進行滴定，即0.15g，根據(jù)n=cV計算消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量，進而計算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)此計算銨根離子物質(zhì)的量，再計算氮元素的質(zhì)量，據(jù)此計算解答．

解答：解：（1）液面處的讀數(shù)是aml，則有讀數(shù)部分的液體體積為（50-a）mL，滴定管下端有一定沒有刻度，滴定管內(nèi)液體的體積大于（50-a）mL，
故答案為：D；
（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，則滴定時所需NaOH標準溶液中的氫氧化鈉的物質(zhì)的量就不變，不影響氫氧化鈉溶液的體積，
故答案為：無影響；
（3）滴定時邊滴邊搖動錐形瓶，眼睛應(yīng)注意觀察錐形瓶內(nèi)溶液顏色變化，確定滴定終點；
 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)闇\紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色，說明到達終點，
故答案為：錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化；溶液剛好由無色變?yōu)闇\紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色
（4）標準溶液的體積應(yīng)取三次實驗的平均值為

(21.03-1.02)mL+(21.99-2.00)mL+(20.20-0.20)mL

3

=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0.02L×0.1010mol/L=0.00202mol
根據(jù)方程式可知每生成4molH⁺[含（CH₂）₆N₄H⁺]會消耗NH₄⁺4mol，所以共消耗NH₄⁺0.00202mol，
其中含氮元素0.00202mol×14g/mol=0.02828g
所以氮的質(zhì)量分數(shù)為

0.02828g

0.15g

×100%=18.85%，
故答案為：18.85%．

點評：本題考查了中和滴定實驗的原理以及操作步驟、對數(shù)據(jù)的處理、儀器結(jié)構(gòu)等，難度中等，掌握滴定原理是關(guān)鍵，注意根據(jù)氫氧化鈉計算銨根離子的物質(zhì)的量，計算氮元素質(zhì)量分數(shù)為易錯點．