Question

5．實驗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，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行了如下實驗：
步驟Ⅰ稱取樣品1.500g．
步驟Ⅱ?qū)�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(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點．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滴定時邊滴邊搖動錐形瓶，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滴定達(dá)到終點時，酚酞指示劑由無色變成紅色．
（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/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(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0.1010mol•L^-1，則該樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.68%．

Answer 1

分析 （1）①滴定管中未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗，直接加入標(biāo)準(zhǔn)液會稀釋溶液濃度減��；
②錐形瓶內(nèi)水對滴定結(jié)果無影響；
③滴定時邊滴邊搖動錐形瓶，眼睛應(yīng)觀察錐形瓶中溶液的顏色變化，以判定滴定終點；
④如溶液顏色發(fā)生變化，且半分鐘內(nèi)不褪色為滴定終點；
⑤俯視滴定管讀出的消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積增大，氫離子物質(zhì)的量增大，由方程式：4NH₄⁺+6HCHO═4H⁺+（CH₂）₆N₄+6H₂O判斷；
（2）依據(jù)滴定前后消耗氫氧化鈉溶液的體積的平均值，結(jié)合酸、堿反應(yīng)定量關(guān)系計算得到．

解答 解：（1）①滴定管中未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗，直接加入標(biāo)準(zhǔn)液會稀釋溶液濃度減小，消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積增大，氫離子物質(zhì)的量增大，4NH₄⁺+6HCHO═4H⁺+（CH₂）₆N₄+6H₂O，反應(yīng)可知測定氮元素含量偏高，
故答案為：偏高；
②錐形瓶內(nèi)水對滴定結(jié)果無影響，
故答案為：無影響；
③滴定時邊滴邊搖動錐形瓶，眼睛應(yīng)觀察錐形瓶中溶液的顏色變化，故選B，
故答案為：B．
④氫氧化鈉滴定酸溶液，達(dá)到終點時，酚酞顏色變化為無色變化為紅色，半分鐘內(nèi)不褪色，
故答案為：無；紅；
⑤俯視滴定管讀出的消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積減小，氫離子物質(zhì)的量減小，由4NH₄⁺+6HCHO═4H⁺+（CH₂）₆N₄+6H₂O可知NH₄⁺質(zhì)量減小，氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，
故答案為：偏低；
（2）樣品1.5000g，反應(yīng)為4NH₄⁺+6HCHO═4H⁺+（CH₂）₆N₄+6H₂O，消耗氫離子的物質(zhì)的量和氮元素物質(zhì)的量相同，依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析可知，三次實驗中消耗氫氧化鈉溶液體積分別為：20.02ml、20.00ml、20.01ml，三次均有效，氫氧化鈉溶液的平均體積為20.01ml；由酸堿中和反應(yīng)可知，氫離子物質(zhì)的量=氫氧化鈉物質(zhì)的量=0.1000mol•L^-1×20.01ml×10^-3L/ml=2.001×10^-3mol；
250ml溶液中氮元素物質(zhì)的量和氫離子物質(zhì)的量相同，該樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{2.001×1{0}^{3}mol×14g/mol×\frac{250}{25}}{1.5000g}$×100%=18.68%；
故答案為：18.68%．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗探究實驗設(shè)計和分析判斷，中和滴定實驗的步驟和操作方法，中和滴定計算應(yīng)用，題目難度中等．