Question

（14分）實驗室常利用甲醛法測定(NH₄)₂SO₄樣品中氮的質量分數，其反應原理為：4NH₄⁺＋6HCHO===3H^＋＋6H₂O＋(CH₂)₆N₄H^＋[滴定時，1 mol(CH₂)₆N₄H^＋與1 mol H^＋相當]，然后用NaOH標準溶液滴定反應生成的酸。某興趣小組用甲醛法進行了如下實驗：
步驟Ⅰ　稱取樣品1.5 g。
步驟Ⅱ　將樣品溶解在250 mL容量瓶中，定容，充分搖勻。
步驟Ⅲ　移取25.00 mL樣品溶液于250 mL錐形瓶中，加入10 mL 20%的中性甲醛溶液，搖勻、靜置5 min后，加入1～2滴酚酞試液，用NaOH標準溶液滴定至終點。按上述操作方法再重復2次。
(1)上述操作步驟Ⅱ是否正確________(填“是”或“否”)；若不正確，請改正_______________________________________________。(若正確，此空不填)
(2)根據步驟Ⅲ填空：
①堿式滴定管用蒸餾水洗滌后，直接加入NaOH標準溶液進行滴定，則測得樣品中氮的質量分數________(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標準溶液的體積________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。
③滴定時邊滴邊搖動錐形瓶，眼睛應觀察________。
A．滴定管內液面的變化
B．錐形瓶內溶液顏色的變化
④滴定達到終點時，溶液最終變成____________色。
(3)滴定結果如下表所示：

滴定 次數	待測溶液的體積/mL	標準溶液的體積
		滴定前刻度/mL	滴定后刻度/mL
1	25.00	1.02	21.03
2	25.00	2.00	21.99
3	25.00	0.20	20.20

 
若NaOH標準溶液的濃度為0.101 0 mol/L，則該樣品中氮的質量分數為________。

Answer 1

⑴否；將樣品溶解在小燒杯中，冷卻后轉移至容量瓶中。
⑵①偏高 ②無影響 ③B ④紅色 ⒀18.85﹪

試題分析：（1）容量瓶不能直接溶解物質配制溶液，所以操作錯誤。應該將樣品溶解在小燒杯中，冷卻后轉移至容量瓶中。
(2)①堿式滴定管用蒸餾水洗滌后需要再用NaOH溶液潤洗，否則相當于NaOH溶液被稀釋，滴定消耗的體積會偏高，測得樣品中氮的質量分數也將偏高。 ②錐形瓶用蒸餾水洗滌后，雖然水未倒盡，但待測液中的H⁺ 的物質的量不變，則滴定時所需NaOH標準溶液中的氫氧化鈉的物質的量就不變，也就是無影響。③注意觀察顏色變化，確定滴定終點。 ④待測液為酸性，酚酞應為無色，當溶液轉為堿性時，溶液顏色變為粉紅(或淺紅)。
(3)標準溶液的體積應取三次實驗的平均值，
首先確定滴定時所用的NaOH標準溶液為（20.01+19.99+20.00）/3=20.00mL
根據題意中性甲醛溶液一定是過量的，而且1.500g 銨鹽 經溶解后，取了其中1/10進行滴定，即0.15g，滴定結果，溶液中含有H⁺（含(CH₂)₆N₄H⁺）共0.02´0.1010=0.00202mol
根據反應式，每生成4molH⁺（含(CH₂)₆N₄H⁺）,會消耗NH₄⁺4mol
所以共消耗NH₄⁺0.00202mol
其中含氮元素0.00202´14=0.02828g
所以氮的質量分數為0.02828/0.15´100%=18.85%
點評：本題考查了中和滴定實驗的原理以及操作步驟（①準備：洗滌→檢漏→潤洗→注液→調液→讀數。 ②滴定：移液（放液）→滴加指示劑→滴定終點→讀數→重復2～3次→計算（取平均值）。