Question

实验室常利用甲醛（HCHO）法测定(NH₄)₂SO₄样品中氮的质量分数，其反应原理为：4NH₄^＋ ＋6HCHO =3H^＋＋6H₂O＋(CH₂)₆N₄H^＋ ［滴定时，1 mol (CH₂)₆N₄H^＋与 l mol H^＋相当，然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验：
步骤I 称取样品1．500 g。
步骤II 将样品溶解后，完全转移到250 mL容量瓶中，定容，充分摇匀。
步骤III 移取25．00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中，加入10 mL 20％的中性甲醛溶液，摇匀、静置5 min后，加入1~2滴酚酞试液，用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。
（1）根据步骤III填空：
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后，直接加入NaOH标准溶液进行滴定，则测得样品中氮的质量分数________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后，水未倒尽，则滴定时用去NaOH标准溶液的体积_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
③滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察____________。
A．滴定管内液面的变化    B．锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时现象：__________________________________________________。
（2）滴定结果如下表所示：

滴定 次数	待测溶液的体积 /mL	标准溶液的体积/mL
		滴定前刻度	滴定后刻度
1	25．00	1．02	21．03
2	25．00	2．00	21．99
3	25．00	0．20	20．20

 
若NaOH标准溶液的浓度为0．1010 mol·L^－1，则该样品中氮的质量分数为___________。

Answer 1

（1）①偏高    ②无影响   ③B   ④溶液由无色变为粉红(或浅红)色，且半分钟内不变色  
（2）18．85%

试题分析：（1）①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后需要再用NaOH溶液润洗，否则相当于NaOH溶液被稀释，滴定消耗的体积会偏高，测得样品中氮的质量分数也将偏高。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后，虽然水未倒尽，但待测液中的H⁺的物质的量不变，则滴定时所需NaOH标准溶液中的氢氧化钠的物质的量就不变，也就是无影响。
③定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应注意观察颜色变化，确定滴定终点。
④待测液为酸性，酚酞应为无色，当溶液转为碱性时，溶液颜色变为粉红（或浅红）。
（2）标准溶液的体积应取三次实验的平均值，首先确定滴定时所用的NaOH标准溶液为（20．01+19．99+20．00）/3mL=20．00mL，根据题意中性甲醛溶液一定是过量的，而且1．500g 铵盐 经溶解后，取了其中1/10进行滴定，即0．15g，滴定结果，溶液中含有H⁺（含（CH₂）₆N₄H⁺）共0．02L×0．1010mol/L=0．00202mol，根据4NH₄⁺+6HCHO═3H⁺+6H₂O+（CH₂）₆N₄H⁺，每生成4molH⁺（含（CH₂）₆N₄H⁺），会消耗NH₄⁺4mol，所以共消耗NH₄⁺0．00202mol，其中含氮元素0．00202mol×14g/mol=0．02828g所以氮的质量分数为0．02828/0．15×100%=18．85%