题目内容
【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: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,酚酞指示剂由_________色变成_________色。
(2)滴定结果如下表所示:
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___________。
【答案】 偏高 无影响 B 无 粉红(或浅红) 18.85%
【解析】试题分析:(1)①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,没有用NaOH标准溶液润洗就直接加入NaOH标准溶液,使滴定的氢氧化钠溶液的浓度偏小,则消耗氢氧化钠标准溶液体积判断,得测得样品中(CH2)6N4H+偏多,因此结果氮的质量分数偏高;
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,由于溶液中含有的被程度的物质的物质的量不变,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积也不变,因此不会产生任何影响;
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察锥形瓶内溶液颜色的变化,故选项B正确;
④由于指示剂酚酞在酸溶液中,用已知浓度的碱滴定未知浓度的酸,因此开始溶液是无色,当滴定达到终点时,酚酞指示剂由无色变成浅红色;
(2)根据实验可知第一次实验反应消耗标准溶液的体积21.03mL-1.02mL=20.01mL;第二次实验反应消耗标准溶液的体积21.99mL-2.00mL=19.99ml;第三次实验反应消耗标准溶液的体积20.20mL-0.20mL=20.00ml;因此反应消耗标准溶液的体积是V=(20.01mL+19.99ml+20.00ml)÷3=20.00mL,根据酸、碱发生中和反应时的物质的量关系是1:1可知:c×25.00mL="0.1010" mol·L-1×20.00mL,解得c=0.0808mol/L,则250mL溶液中含有(CH2)6N4H+及H+的物质的量是0.0808mol/L×0.25L=0.0202mol,则在1.500 g样品中含NH4+的物质的量是0.0202mol,其中含有N的质量是m(N)=0.0202mol×14g/mol=0.2828g,所以N元素的质量分数是(0.2828g÷1.500 g)×100%=18.85%。
【题目】能源、环境与生产生活和社会发展密切相关。
一定温度下,在两个容积均为2 L的密闭容器中,分别发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH = -49.0 kJ·mol-1。相关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 |
反应物投入量 | 1 mol CO2(g)和3 mol H2(g) | 32g CH3OH(g)和18g H2O(g) |
平衡时c(CH3OH) | c1 | c2 |
平衡时能量变化 | 放出29.4 kJ | 吸收a kJ |
(1)c1____(填“>”、“<”或“=”)c2,a=____。
(2)该反应的平衡常数表达式为K=____;若甲中反应10 s 时达到平衡,则0~10 s内甲中的平均反应速率v(H2)=______。
(3)下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是____(填字母)。
a. v(CO2)消耗=v(CH3OH)生成 b. 气体的密度不再随时间改变
c. CO2和CH3OH的浓度之比不再随时间改变 d. 气体的平均相对分子质量不再随时间改变