Question

三农问题是政府和社会关注的问题，化肥是土地的营养品．某农资商店出售一种化肥，其有效成分为氯化铵，现欲测定该种化肥中氮元素的质量分数，设计实验步骤如下（杂质中不含氮元素，且杂质均不与盐酸或氢氧化钠溶液反应）：
①配制1.00mol/L的HCl溶液和1.00mol/L的NaOH溶液；
②每次取1.00g此化肥样品，溶于20mL蒸馏水中；
③加入30.00mL1.00mol/L的NaOH溶液，将反应后的溶液加热煮沸约1分钟，冷却至常温；
④…；
⑤重复②③④步操作1-2次；
⑥记录整理实验所得数据，计算该化肥中氮元素的质量分数．
请回答下列问题：
（1）写出步骤④中的实验内容______，写出实验步骤④中的离子方程式：______．
（2）下列仪器中，配制盐酸和氢氧化钠溶液都能用到的是______
A．玻璃棒　　　B．托盘天平　　　C．烧杯　　　 D．漏斗
（3）步骤⑤的实验目的是______．
（4）配制本实验所需的1.00mol/L的盐酸和1.00mol/L的NaOH溶液从节约化学药品的角度出发，最好应选用的容量瓶规格分别为______（填字母选项）．
A.50mL，50mL　 B.150mL，100mL　 C.100mL，150mL　D.250mL，500mL
（5）若以V_x（mL）表示实验所测定消耗盐酸数据的平均值，该化肥样品中氮元素的质量分数计算表达式为______．（不需要化简）

Answer 1

解：（1）在化肥样品中加入NaOH溶液，发生反应为NH₄Cl+NaOH═NH₃?H₂O+NaCl，加热后氨气挥发，剩余NaOH以酚酞为指示剂，用1.00mol/L的HCl溶液滴定，
假设达到滴定终点用去V（mL），根据反应OH^-+H⁺═H₂O，可知剩余NaOH的物质的量，
故答案为：以酚酞为指示剂，用1.00mol/L的HCl溶液滴定，达到滴定终点用去V（mL）；OH^-+H⁺═H₂O；
（2）配制盐酸和氢氧化钠溶液时应在烧杯中溶解药品，冷却后用玻璃棒引流至容量瓶中，而量取一定体积的溶液用量筒，称量一定质量的药品用托盘天平称量，两个实验都不用漏斗，
故答案为：AC；
（3）为减小实验误差，提高实验结果的准确度，要重复实验操作1～2，取平均值，
故答案为：减小误差，提高实验结果的准确度；
（4）因为是返滴定法，盐酸用量比氢氧化钠要少，总共要平行测定2-3次，氢氧化钠需要用60-90mL，，A肯定不够，D太浪费，B选项盐酸大于氢氧化钠，显然会造成很多盐酸的浪费，也不能选，只能选C．
故答案为：C；
（5）反应中NaOH的物质的量为30×10^-3L×1mol/L，滴定剩余NaOH需要盐酸的物质的量为Vx×10^-3L×1mol/L，则NH₄⁺离子的物质的量为30×10^-3L×1mol/L-Vx×10^-3L×1mol/L，则可计算出化肥中N元素的质量分数为，
故答案为：．
分析：本实验的原理是在化肥样品中加入NaOH溶液，发生反应为NH₄Cl+NaOH═NH₃?H₂O+NaCl，加热后氨气挥发，剩余NaOH用盐酸滴定，根据反应OH^-+H⁺═H₂O，可知剩余NaOH的物质的量，则可求出NH₄⁺离子的物质的量，为减小实验误差，提高实验结果的准确度，要重复实验操作1～2，取平均值，最后根据质量守恒结合反应方程式可得该化肥样品中氮元素的质量分数．
点评：本题考查化肥含氮量的测定，题目难度中等，本题易错点为（4），注意盐酸用量比氢氧化钠要少，总共要平行测定2-3次，氢氧化钠需要用60-90mL等问题．