问题 实验题

实验室常利用甲醛(HCHO)法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:4NH4 +6HCHO =3H+6H2O+(CH2)6N4H[滴定时,1 mol (CH2)6N4H与 l mol H相当,然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:

步骤I 称取样品1.500 g。

步骤II 将样品溶解后,完全转移到250 mL容量瓶中,定容,充分摇匀。

步骤III 移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中,加入10 mL 20%的中性甲醛溶液,摇匀、静置5 min后,加入1~2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。

(1)根据步骤III填空:

①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)

③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察____________。

A.滴定管内液面的变化    B.锥形瓶内溶液颜色的变化

④滴定达到终点时现象:__________________________________________________。

(2)滴定结果如下表所示:

滴定

次数

待测溶液的体积

/mL

标准溶液的体积/mL
滴定前刻度滴定后刻度
125.001.0221.03
225.002.0021.99
325.000.2020.20
 

若NaOH标准溶液的浓度为0.1010 mol·L-1,则该样品中氮的质量分数为___________。

答案

(1)①偏高    ②无影响   ③B   ④溶液由无色变为粉红(或浅红)色,且半分钟内不变色  

(2)18.85%

题目分析:(1)①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后需要再用NaOH溶液润洗,否则相当于NaOH溶液被稀释,滴定消耗的体积会偏高,测得样品中氮的质量分数也将偏高。

②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,虽然水未倒尽,但待测液中的H+的物质的量不变,则滴定时所需NaOH标准溶液中的氢氧化钠的物质的量就不变,也就是无影响。

③定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应注意观察颜色变化,确定滴定终点。

④待测液为酸性,酚酞应为无色,当溶液转为碱性时,溶液颜色变为粉红(或浅红)。

(2)标准溶液的体积应取三次实验的平均值,首先确定滴定时所用的NaOH标准溶液为(20.01+19.99+20.00)/3mL=20.00mL,根据题意中性甲醛溶液一定是过量的,而且1.500g 铵盐 经溶解后,取了其中1/10进行滴定,即0.15g,滴定结果,溶液中含有H+(含(CH26N4H+)共0.02L×0.1010mol/L=0.00202mol,根据4NH4++6HCHO═3H++6H2O+(CH26N4H+,每生成4molH+(含(CH26N4H+),会消耗NH4+4mol,所以共消耗NH4+0.00202mol,其中含氮元素0.00202mol×14g/mol=0.02828g所以氮的质量分数为0.02828/0.15×100%=18.85%

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