问题 实验题

(14分)实验室常利用甲醛法测定(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1 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1.5 g。

步骤Ⅱ 将样品溶解在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)上述操作步骤Ⅱ是否正确________(填“是”或“否”);若不正确,请改正_______________________________________________。(若正确,此空不填)

(2)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,溶液最终变成____________色。

(3)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
滴定前刻度/mL滴定后刻度/mL
125.001.0221.03
225.002.0021.99
325.000.2020.20
 

若NaOH标准溶液的浓度为0.101 0 mol/L,则该样品中氮的质量分数为________。

答案

⑴否;将样品溶解在小烧杯中,冷却后转移至容量瓶中。

⑵①偏高 ②无影响 ③B ④红色 ⒀18.85﹪

题目分析:(1)容量瓶不能直接溶解物质配制溶液,所以操作错误。应该将样品溶解在小烧杯中,冷却后转移至容量瓶中。

(2)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)。

(3)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)/3=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(CH2)6N4H+)共0.02´0.1010=0.00202mol

根据反应式,每生成4molH+(含(CH2)6N4H+),会消耗NH4+4mol

所以共消耗NH4+0.00202mol

其中含氮元素0.00202´14=0.02828g

所以氮的质量分数为0.02828/0.15´100%=18.85%

点评:本题考查了中和滴定实验的原理以及操作步骤(①准备:洗涤→检漏→润洗→注液→调液→读数。 ②滴定:移液(放液)→滴加指示剂→滴定终点→读数→重复2~3次→计算(取平均值)。

材料分析题
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