Question

【题目】为测定某样品中氟元素的质量分数进行如下实验，利用高氯酸(高沸点酸)将样品中的氟元素转化为氟化氢(氢氟酸为低沸点酸，含量低，不考虑对玻璃仪器的腐蚀)，用水蒸气蒸出，再通过滴定测量。实验装置如下图所示，加热装置省略。

(1) 仪器C名称是___________，长导管作用是_____________________________。

(2)实验时，首先打开活塞K，待水沸腾时，关闭活塞K，开始蒸馏。若蒸馏时因反应装置局部堵塞造成长导管水位急剧上升，应立即______________________。

(3)连接水蒸气发生装置和反应装置之间的玻璃管常裹以石棉绳，其作用是________。

(4)B中加入一定体积高氯酸和1.00g 氟化稀土矿样，D中盛有滴加酚酞的NaOH溶液。加热A、B，使A中产生的水蒸气进入B。

①下列物质不可代替高氯酸的是___________(填标号)

a. 硫酸 b.硝酸 c.磷酸 d.乙酸 e.盐酸

②D中主要反应的离子方程式为_________________________________。

(5)向馏出液中加入25.00mL0.1000mol·L－1La(NO3)3溶液，得到LaF3沉淀(La3+不发生其他反应)，再用0.1000 mol· L－1EDTA标准溶液滴定剩余La3+(La3+与EDTA按1︰1发生络合反应)，消耗EDTA标准溶液平均19.80mL，则氟化稀土样品中氟的质量分数为______(百分数保留小数点后两位)。

Answer 1

【答案】(直形)冷凝管 平衡气压 打开活塞K 保温，避免水蒸气冷凝 bde HF+OH－=F－+H2O 2.96%

【解析】

利用高氯酸(高沸点酸)将样品中的氟元素转化为氟化氢(氢氟酸为低沸点酸，含量低，不考虑对玻璃仪器的腐蚀)，用水蒸气蒸出，再通过滴定测量样品中氟元素的质量分数。结合化学实验的基本操作和实验原理分析解答(1)~(4)；

(5)根据氟元素守恒，有LaF3~3F，再根据滴定过程计算氟化稀土样品中氟的质量分数。

(1)根据图示，仪器C为冷凝管，长导管插入液面以下，利用液体上升和下降调节容器中压强变化，不至于水蒸气逸出，因此作用为平衡压强，故答案为：冷凝管；平衡气压；

(2)实验时，首先打开活塞K，待水沸腾时，关闭活塞K，开始蒸馏：著蒸馏时因反应装置局部堵塞造成长导管水位急剧上升，为避免液体喷出，应立即应打开活塞K平衡压强，故答案为：打开活塞K；

(3)连接水蒸气发生装置和反应装置之间的玻璃管常裹以石棉绳，目的是保温，避免水蒸气冷凝，故答案为：保温，避免水蒸气冷凝；

(4)①B中加入一定体积高氯酸和1.00g氟化稀土矿样，利用高氯酸(高沸点酸)将样品中的氟元素转化为氟化氢。a．硫酸是难挥发性酸，可以代替，故a不选；b．硝酸是易挥发性酸，故b选；c．磷酸是难挥发性酸，可以代替，故c不选；d．醋酸是挥发性酸，故d选；e.盐酸是挥发性酸，故e选；故答案为：bde；

②D中盛有滴加酚酞的NaOH溶液，D中的反应是挥发出的HF和氢氧化钠溶液反应，反应的离子方程式：HF+OH-=F-+H2O，故答案为：HF+OH-=F-+H2O；

(5)利用氟元素守恒，有LaF3~3F，氟化稀土样品中氟的质量分数=×100%=2.96%，故答案为：2.96%；