Question

三農問題是政府和社會關注的問題，化肥是土地的營養品．某農資商店出售一種化肥，其有效成分為氯化銨，現欲測定該種化肥中氮元素的質量分數，設計實驗步驟如下（雜質中不含氮元素，且雜質均不與鹽酸或氫氧化鈉溶液反應）：
①配制1.00mol/L的HCl溶液和1.00mol/L的NaOH溶液；
②每次取1.00g此化肥樣品，溶于20mL蒸餾水中；
③加入30.00mL1.00mol/L的NaOH溶液，將反應后的溶液加熱煮沸約1分鐘，冷卻至常溫；
④…；
⑤重復②③④步操作1-2次；
⑥記錄整理實驗所得數據，計算該化肥中氮元素的質量分數．
請回答下列問題：
（1）寫出步驟④中的實驗內容______，寫出實驗步驟④中的離子方程式：______．
（2）下列儀器中，配制鹽酸和氫氧化鈉溶液都能用到的是______
A．玻璃棒　　　B．托盤天平　　　C．燒杯　　　 D．漏斗
（3）步驟⑤的實驗目的是______．
（4）配制本實驗所需的1.00mol/L的鹽酸和1.00mol/L的NaOH溶液從節約化學藥品的角度出發，最好應選用的容量瓶規格分別為______（填字母選項）．
A.50mL，50mL　 B.150mL，100mL　 C.100mL，150mL　D.250mL，500mL
（5）若以V_x（mL）表示實驗所測定消耗鹽酸數據的平均值，該化肥樣品中氮元素的質量分數計算表達式為______．（不需要化簡）

Answer 1

解：（1）在化肥樣品中加入NaOH溶液，發生反應為NH₄Cl+NaOH═NH₃?H₂O+NaCl，加熱后氨氣揮發，剩余NaOH以酚酞為指示劑，用1.00mol/L的HCl溶液滴定，
假設達到滴定終點用去V（mL），根據反應OH^-+H⁺═H₂O，可知剩余NaOH的物質的量，
故答案為：以酚酞為指示劑，用1.00mol/L的HCl溶液滴定，達到滴定終點用去V（mL）；OH^-+H⁺═H₂O；
（2）配制鹽酸和氫氧化鈉溶液時應在燒杯中溶解藥品，冷卻后用玻璃棒引流至容量瓶中，而量取一定體積的溶液用量筒，稱量一定質量的藥品用托盤天平稱量，兩個實驗都不用漏斗，
故答案為：AC；
（3）為減小實驗誤差，提高實驗結果的準確度，要重復實驗操作1～2，取平均值，
故答案為：減小誤差，提高實驗結果的準確度；
（4）因為是返滴定法，鹽酸用量比氫氧化鈉要少，總共要平行測定2-3次，氫氧化鈉需要用60-90mL，，A肯定不夠，D太浪費，B選項鹽酸大于氫氧化鈉，顯然會造成很多鹽酸的浪費，也不能選，只能選C．
故答案為：C；
（5）反應中NaOH的物質的量為30×10^-3L×1mol/L，滴定剩余NaOH需要鹽酸的物質的量為Vx×10^-3L×1mol/L，則NH₄⁺離子的物質的量為30×10^-3L×1mol/L-Vx×10^-3L×1mol/L，則可計算出化肥中N元素的質量分數為，
故答案為：．
分析：本實驗的原理是在化肥樣品中加入NaOH溶液，發生反應為NH₄Cl+NaOH═NH₃?H₂O+NaCl，加熱后氨氣揮發，剩余NaOH用鹽酸滴定，根據反應OH^-+H⁺═H₂O，可知剩余NaOH的物質的量，則可求出NH₄⁺離子的物質的量，為減小實驗誤差，提高實驗結果的準確度，要重復實驗操作1～2，取平均值，最后根據質量守恒結合反應方程式可得該化肥樣品中氮元素的質量分數．
點評：本題考查化肥含氮量的測定，題目難度中等，本題易錯點為（4），注意鹽酸用量比氫氧化鈉要少，總共要平行測定2-3次，氫氧化鈉需要用60-90mL等問題．