Question

8．某合作學(xué)習(xí)小組的同學(xué)擬用硼砂制取硼酸并測(cè)定硼酸樣品的純度．制備硼酸的實(shí)驗(yàn)流程如下：

（1）溶解硼砂時(shí)需要的玻璃儀器有：燒杯和玻璃棒．
（2）用pH試紙測(cè)定溶液pH的操作方法為用干燥潔凈的玻璃棒蘸取待測(cè)溶液點(diǎn)在試紙中央，半分鐘內(nèi)與標(biāo)準(zhǔn)比色卡進(jìn)行對(duì)照，判斷溶液的pH．
（3）用鹽酸酸化硼砂溶液生成硼酸的離子方程式為B₄O₇^2-+2H⁺+5H₂O=4H₃BO₃．
（4）實(shí)驗(yàn)流程中缺少的步驟a、步驟b操作分別為過(guò)濾、洗滌．
（5）硼酸酸性太弱不能用堿的標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定，實(shí)驗(yàn)室常采用間接滴定法，其原理為：
滴定步驟為：

①滴定到終點(diǎn)時(shí)溶液顏色變化是由無(wú)色變?yōu)闇\紅色．
②若滴定到終點(diǎn)時(shí)消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液22.00mL，則本次滴定測(cè)得的硼酸樣品中硼酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90.93%（假定雜質(zhì)不反應(yīng)）．
③若滴定時(shí)滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定過(guò)程中消失，將導(dǎo)致測(cè)得的結(jié)果偏大．（選填：“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 用硼砂制取硼酸并測(cè)定硼酸樣品的純度，硼砂溶解后加入鹽酸調(diào)節(jié)溶液PH為3-4，冷卻到9°C，恒溫結(jié)晶，過(guò)濾洗滌干燥得到硼酸，
（1）固體溶解需要燒杯和玻璃棒；
（2）pH試紙測(cè)定溶液pH的操作方法是用干燥潔凈的玻璃棒蘸取待測(cè)溶液點(diǎn)在試紙中央，半分鐘內(nèi)與標(biāo)準(zhǔn)比色卡進(jìn)行對(duì)照得到溶液PH；
（3）用鹽酸酸化硼砂溶液生成硼酸反應(yīng)為：B₄O₇^2-+2H⁺+5H₂O=4H₃BO₃；
（4）依據(jù)上述分析可知操作步驟是過(guò)濾洗滌；
（5）①滴定過(guò)程中加入的指示劑是酚酞溶液，滴入氫氧化鈉溶液到反應(yīng)終點(diǎn)，溶液顏色由無(wú)色變化為淺紅色證明反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)；
②分析滴定原理和反應(yīng)的定量關(guān)系計(jì)算；
③若滴定時(shí)滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定過(guò)程中消失，則消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積增大，依據(jù)c（待測(cè)）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測(cè)）}$，測(cè)定結(jié)果偏大．

解答 解：用硼砂制取硼酸并測(cè)定硼酸樣品的純度，硼砂溶解后加入鹽酸調(diào)節(jié)溶液PH為3-4，冷卻到9°C，恒溫結(jié)晶，過(guò)濾洗滌干燥得到硼酸；
（1）固體溶解需要燒杯和玻璃棒，溶解硼砂時(shí)需要的玻璃儀器有：燒杯和玻璃棒；
故答案為：玻璃棒；
（2）pH試紙測(cè)定溶液pH的操作方法是用干燥潔凈的玻璃棒蘸取待測(cè)溶液點(diǎn)在試紙中央，半分鐘內(nèi)與標(biāo)準(zhǔn)比色卡進(jìn)行對(duì)照得到溶液PH，用干燥潔凈的玻璃棒蘸取待測(cè)溶液點(diǎn)在試紙中央，半分鐘內(nèi)與標(biāo)準(zhǔn)比色卡進(jìn)行對(duì)照，判斷溶液的pH；
故答案為：用干燥潔凈的玻璃棒蘸取待測(cè)溶液點(diǎn)在試紙中央，半分鐘內(nèi)與標(biāo)準(zhǔn)比色卡進(jìn)行對(duì)照，判斷溶液的pH；
（3）硼砂中弱酸陰離子結(jié)合氫離子在溶液中生成硼酸，用鹽酸酸化硼砂溶液生成硼酸反應(yīng)的離子方程式為：B₄O₇^2-+2H⁺+5H₂O=4H₃BO₃；
故答案為：B₄O₇^2-+2H⁺+5H₂O=4H₃BO₃；
（4）依據(jù)上述分析可知實(shí)驗(yàn)流程中缺少的步驟a、步驟b操作分別為過(guò)濾、洗滌；
故答案為：過(guò)濾、洗滌；
（5）①分析流程可知，滴定過(guò)程中加入的指示劑是酚酞溶液，滴入氫氧化鈉溶液到反應(yīng)終點(diǎn)的現(xiàn)象為，滴入最后一滴溶液顏色由無(wú)色變化為淺紅色且半分鐘不變化，證明反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)，滴定到終點(diǎn)時(shí)溶液顏色變化是由無(wú)色變?yōu)闇\紅色；
故答案為：由無(wú)色變?yōu)闇\紅色；
②分析滴定原理和反應(yīng)的定量關(guān)系計(jì)算，實(shí)驗(yàn)室常采用間接滴定法，其原理為：，
若滴定到終點(diǎn)時(shí)消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液22.00mL，氫氧化鈉溶液濃度為0.2000mol/L，
H₃BO₃～NaOH
1       1
n     0.0220L×0.2000mol/L
n=0.0044mol
則本次滴定測(cè)得的硼酸樣品中硼酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.0044mol×62g/mol}{0.3000g}$×100%=90.93%；
故答案為：90.93%；
③若滴定時(shí)滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定過(guò)程中消失，則消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積增大，測(cè)定結(jié)果偏大；
故答案為：偏大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備的流程分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程判斷，滴定實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程和計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．