Question

【題目】（NH4)2Cr2O7可用作有機合成催化劑、媒染劑、顯影液等。某化學興趣小組對(NH4)2Cr2O7的部分性質及組成進行探究。已知：Cr2O72-(橙色）+H2O2CrO42-（黃色）+2H+。請回答下列問題：

（1）在試管中加入少量(NH4)2Cr2O7固體，滴加足量濃KOH溶液，振蕩、微熱，觀察到的主要現象是___。

（2）為探究(NH4)2Cr2O7(摩爾質量為252g/mol)的分解產物，按如圖連接好裝置，在A中加入5.040g樣品進行實驗。

①連接好裝置，點燃酒精燈之前，需進行的必要操作是___。

②反應結束后，依然要通一段時間的氮氣的原因是___。

③加熱A至恒重，觀察到D中溶液不變色，同時測得A中殘留物為Cr2O3、B中質量的變化為1.44g，寫出重鉻酸銨加熱分解反應的化學方程式：___。

（3）實驗室常用甲醛法測定含(NH4)2Cr2O7的樣品中氮的質量分數（雜質不發生反應），其反應原理為2Ba2++Cr2O72-+H2O=2BaCrO4↓+2H+、4NH4++6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+[滴定時，1mo1(CH2)6N4H+與1mo1H+相當]，然后用NaOH標準溶液滴定反應生成的酸。

實驗步驟：稱取樣品5.600g，配成500mL溶液，移取25.00mL樣品溶液于250mL錐形瓶中，用氯化鋇溶液使Cr2O72-完全沉淀后，加入10mL20.00mol·L－1的中性甲醛溶液，搖勻、靜置5min后，加入1～2滴酚酞試液，用0.200mo1L-1NaOH標準溶液滴定至終點。重復上述操作3次，最終滴定用去NaOH標準溶液體積的平均值為20.00mL。

①若滴定終點時，仰視讀數，則測定結果___(填“偏大”“偏小”或“無影響”）。

②滴定計算得該樣品中N的質量分數為___。

Answer 1

【答案】固體溶解；產生無色、有刺激性氣味的氣體；溶液由橙色變為黃色 檢查裝置的氣密性后通入氮氣一段時間將裝置內空氣排盡 將A中分解產生的氣體全部趕入B中，防止產生實驗誤差 (NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O 偏大 10.00%

【解析】

(1)已知：Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黃色)+2H+，堿溶液中平衡正向進行，溶液顯黃色，在試管中加入少量(NH4)2Cr2O7固體，滴加足量濃KOH溶液，振蕩、微熱生成氨氣；

(2)①氣體發生反應，反應前需要檢查裝置氣密性，利用通入氮氣把裝置內空氣趕凈，再點燃酒精燈；

②反應結束后，依然要通一段時間的氮氣，把生成的氣體全部趕入B中吸收；

③(NH4)2Cr2O7 (摩爾質量為252g/mol)的分解產物，在A中加入5.040g樣品，物質的量==0.02mol，加熱A至恒重，觀察到D中溶液不變色，說明無氨氣體生成，生成的是氮氣，同時測得A中殘留物為Cr2O3、B中質量的變化為1.44g，為吸收的水蒸氣物質的量==0.08mol，據此定量關系計算寫出化學方程式；

(3)實驗室常用甲醛法測定含(NH4)2Cr2O7的樣品中氮的質量分數(雜質不發生反應)，其反應原理為2Ba2++Cr2O72-+H2O=2BaCrO 4↓+2H+、4NH4++6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+[滴定時，1mo1(CH2)6N4H+與1mo1H+相當]，然后用NaOH標準溶液滴定反應生成的酸，設25mL樣品溶液中(NH4)2Cr2O7的物質的量為x，則沉淀重鉻酸根離子生成氫離子2xmol，銨根和甲醛反應生成氫離子相當于4molNH4+反應生成4molH+，用0.200mo1L-1 NaOH標準溶液滴定至終點。重復上述操作3次，最終滴定用去NaOH標準溶液體積的平均值為20.00mL，利用氫離子物質的量和氫氧根物質的量相同計算得到x，計算氮元素的含量。

(1)在試管中加入少量(NH4)2Cr2O7固體，滴加足量濃KOH溶液，振蕩、微熱，已知：Cr2O72 (橙色)+H2O2CrO42 (黃色)+2H+，堿溶液中平衡正向進行，溶液顯黃色，觀察到的主要現象是：固體溶解；產生無色、有刺激性氣味的氣體；溶液由橙色變為黃色；

(2)①連接好裝置，點燃酒精燈之前，需進行的必要操作是：檢查裝置的氣密性后通入氮氣一段時間將裝置內空氣排盡；

②反應結束后，依然要通一段時間的氮氣的原因是：將A中分解產生的氣體全部趕入B中，防止產生實驗誤差；

③(NH4)2Cr2O7 (摩爾質量為252g/mol)的分解產物，在A中加入5.040g樣品，物質的量==0.02mol，加熱A至恒重，觀察到D中溶液不變色，說明無氨氣體生成，生成的是氮氣，同時測得A中殘留物為Cr2O3、B中質量的變化為1.44g，為吸收的水蒸氣物質的量==0.08mol，據此定量關系計算，可得化學方程式(NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O；

(3)①若滴定終點時，仰視讀數，讀取消耗氫氧化鈉溶液增大，則測定結果偏高；

②反應原理為2Ba2++Cr2O72-+H2O=2BaCrO 4↓+2H+、4NH4++6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+ [滴定時，1mo1(CH2)6N4H+與1mo1H+相當]，然后用NaOH標準溶液滴定反應生成的酸，設25mL樣品溶液中(NH4)2Cr2O7的物質的量為x，則沉淀重鉻酸根離子生成氫離子2xmol，銨根和甲醛反應生成氫離子相當于4molNH4+反應生成4molH+，用0.200moL1 NaOH標準溶液滴定至終點。重復上述操作3次，最終滴定用去NaOH標準溶液體積的平均值為20.00mL，2x+2x=0.020L×0.200mol/L，x=0.001mol，則500mL溶液中(NH4)2Cr2O7的物質的量=0.001mol×=0.02mol，該樣品中氮的質量分數=×100%=10.00%。