Question

【题目】实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数，其反应原理为：4 NH4++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1.500g。

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25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中，加入10mL20％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，酚酞指示剂由_______色，且_____________。

（2）滴定结果如下表所示：

若NaOH标准溶液的浓度为0.1010mol·L－1则该样品中氮的质量分数为______

（3）实验室现有3种酸碱指示剂，其pH变色范围如下：

甲基橙：3.1～4.4 石蕊：5.0～8.0 酚酞：8.2～10.0

用0.1000mol/LNaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液，反应恰好完全时，下列叙述中正确的是__________。

A.溶液呈中性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂

B.溶液呈中性，只能选用石蕊作指示剂

C.溶液呈碱性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂

D.溶液呈碱性，只能选用酚酞作指示剂

（4）在25 ℃下，向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成________沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式为_________。已知25 ℃时Ksp［Mg(OH)2］=1.8×10—11,Ksp［Cu(OH)2］=2.2×10—20。

（5）在25 ℃下，将a mol·L—1的氨水与0.01 mol·L—1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl—)，则溶液显_______性（填“酸”“碱”或“中”）；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=_______。

Answer 1

【答案】偏高 ② ③ ④ 无影响 B 无色变成粉红(或浅红) 半分钟后溶液颜色无新变化则表示已达滴定终点 18.85% D Cu(OH)2 Cu2++2NH3·H2O====Cu(OH)2↓+2NH4+ 中

【解析】

（1）①滴定管中未用标准液润洗，直接加入标准液会稀释溶液浓度减小；

②锥形瓶内水对滴定结果无影响；

③滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察锥形瓶中溶液的颜色变化，以判定滴定终点；

④如溶液颜色发生变化，且半分钟内不褪色为滴定终点；

（2）依据滴定前后消耗氢氧化钠溶液的体积的平均值，结合4NH4＋+6HCHO═4H＋+（CH2）6N4+6H2O、H＋+OH－=H2O计算．

（3）根据盐类的水解考虑溶液的酸碱性，然后根据指示剂的变色范围与酸碱中和后的越接近越好，且变色明显（终点变为红色），溶液颜色的变化由浅到深容易观察，而由深变浅则不易观察；

（4）根据难溶物的溶度积常数判断先沉淀的物质，溶度积常数越小，越先沉淀；

（5）在25℃下，平衡时溶液中c（NH4＋）=c（Cl－）=0.005mol·L－1，根据物料守恒得c（NH3·H2O）=（0.5a-0.005）mol·L－1，根据电荷守恒得c（H＋）=c（OH－）=10-7mol·L－1，溶液呈中性，NH3·H2O的电离常数Kb=c(OH－)c(NH4＋)/c(NH3·H2O)。

（1）①滴定管中未用标准液润洗，直接加入标准液会稀释溶液浓度减小，消耗标准液体积增大，氢离子物质的量增大，4NH4＋+6HCHO═4H＋+（CH2）6N4+6H2O，反应可知测定氮元素含量偏高；

②锥形瓶内水对滴定结果无影响；

③滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察锥形瓶中溶液的颜色变化B；

④氢氧化钠滴定酸溶液，达到终点时，酚酞颜色变化为无色变化为红色，半分钟内不褪色；

（2）样品1.5000g，反应为4NH4＋+6HCHO═4H＋+（CH2）6N4+6H2O，消耗氢离子的物质的量和氮元素物质的量相同，依据图表数据分析可知，三次实验中消耗氢氧化钠溶液体积分别为：20.01mL、19.99mL、20.00ml，三次均有效，氢氧化钠溶液的平均体积为20.00mL，由酸碱中和反应可知，氢离子物质的量=氢氧化钠物质的量=0.1000mol·L-1×20.00ml×10-3L/ml=2.00×10-3mol，

250mL溶液中氮元素物质的量和氢离子物质的量相同，该样品中氮的质量分数为

2×10-3mol×14g·mol－1×250÷25÷1.5000g×100%=18.85%．

（3）NaOH溶液滴和CH3COOH溶液反应恰好完全时，生成了CH3COONa，CH3COONa水解溶液呈碱性，应选择碱性范围内变色的指示剂，即酚酞，故D正确；

（4）由于KsP[Cu（OH）2]=2.2×10-20＜Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10-11，所以Cu（OH）2先生成沉淀；一水合氨和铜离子反应生成氢氧化铜和氨根离子，所以离子方程式为2NH3·H2O+Cu2＋=Cu（OH）2↓+2NH4＋；

（5）在25℃下，平衡时溶液中c（NH4＋）=c（Cl－）=0.005mol·L－1，根据物料守恒得c（NH3．H2O）=（0.5a-0.005）mol·L－1，根据电荷守恒得c（H＋）=c（OH－）=10-7mol·L－1，溶液呈中性，NH3·H2O的电离常数Kb=c(OH－)c(NH4＋)/c(NH3·H2O)=10-7×5×10-3/(0.5a-5×10-3)=。