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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:4NH...

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:4NH6HCHO=3H6H2O(CH2)6N4H[滴定时,1 mol (CH2)6N4H1 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 称取样品1.5 g

步骤 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 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12滴酚酞溶液,用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。

(1)根据步骤填空:

NaOH标准溶液盛放在____滴定管中,若滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮元素的质量分数________(偏大”“偏小无影响”)

②滴定达到终点时,酚酞指示剂由________色变成________色。

③下列有关实验操作的说法正确的是__________(双选)

A.锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积不变

B.滴定终点时,俯视读数,使测定结果偏小

C.只能选用酚酞作指示剂

D.滴入最后一滴NaOH溶液,溶液突然变色,即为滴定终点

E.滴定时,左手控制滴定管活塞,右手握持锥形瓶,边滴边振荡,眼睛注视滴定管中的液面

(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

 

则所用去的NaOH标准溶液的平均体积为_______ mL,若NaOH标准溶液的浓度为0.100 0 mol·L1,则该样品中氮元素的质量分数为___________(列出计算式并计算结果)

 

碱式 偏大 无 粉红(或浅红) AB 20.00 18.67% 【解析】 本实验的目的是通过滴定实验测定硫酸铵样品中氮的质量分数,先使铵根与甲醛发生反应4NH+6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+,1 mol (CH2)6N4H+与1 mol H+相当,所以再用NaOH标准液滴定溶液中(CH2)6N4H+和H+,根据实验数据计算出铵根的物质的量,继而确定样品中氮的质量分数。 (1)①NaOH溶液显碱性,应盛放在碱式滴定管中;若滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,会将标准液稀释,从而使滴定时消耗的标准液体积偏大,使测定结果偏大; ②待测液显酸性,所以滴定开始时溶液为无色,酚酞变色的pH范围为8.2~10,滴定终点显弱碱性,此时为粉红色,所以滴定达到终点时,酚酞指示剂由无色变为粉红(或浅红)色,且在30s内不褪去; ③A.锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,并未影响待测液中溶质的物质的量,所以滴定时用去NaOH标准溶液的体积不变,故A正确; B.滴定管的0刻度在上方,所以俯视读数会使读取的标准液体积偏小,测定结果偏小,故B正确; C.滴定终点溶液呈中性,可以选用甲基橙作指示剂,故C错误; D.滴入最后一滴NaOH溶液,溶液突然变色不能说明达到滴定终点,应是溶液变色后且半分钟内不褪色,才达到滴定终点,故D错误; E.滴定时眼睛要注视锥形瓶,观察锥形瓶内颜色变化,故E错误; 综上所述选AB; (2)三次实验所用标准液体积分别为21.03mL-1.02mL=20.01mL,21.99mL-2.00mL=19.99mL,20.20mL-0.20mL=20.00mL,所以平均体积为=20.00mL; 根据反应方程式可知存在数量关系n(NH)= n[H++(CH2)6N4H+],1 mol (CH2)6N4H+与1 mol H+相当,所以n[H++(CH2)6N4H+]=n(NaOH),所以n(NH)= n(NaOH),则25.00mL待测液中n(NH)=0.02L×0.1000 mol·L-1=0.002mol,则样品中n(NH)=0.002mol×=0.02mol,则样品中n(N)=0.02mol,所以氮的质量分数为=18.67%。
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考点分析:
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为了证明一水合氨是弱电解质,甲、乙、丙三位同学利用下面试剂进行实验:

0.10 mol·L1氨水、NH4Cl晶体、醋酸铵晶体、酚酞试剂、pH试纸、蒸馏水。

(1)常温下,pH=10的氨水中,c(OH)=___,由水电离出来的浓度为c(OH)=_____

(2)甲用pH试纸测出0.10 mol·L1氨水的pH10,据此他认定一水合氨是弱电解质,你认为这一结论______(正确不正确”),并说明理由__________________

(3)乙取出10 mL 0.10 mol·L1氨水,滴入2滴酚酞试液,显粉红色,原因是(用电离方程式回答)______;再加入CH3COONH4晶体少量,颜色变浅,原因是:__________。你认为这一方法能否证明一水合氨是弱电解质:_____(”)

(4)丙取出10 mL 0.10 mol·L1氨水,用pH试纸测出其pHa,然后用蒸馏水稀释至1 000 mL,再用pH试纸测出其pHb,他认为只要ab满足如下关系__________(用等式或不等式表示)就可以确认一水合氨是弱电解质。

 

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含氮类化合物在人类的日常生活中有着重要的作用。

(1)研究表明,在200℃,压强超过200MPa时,不使用催化剂,氨便可以顺利合成。但工业上合成NH3往往在温度500℃压强20~50MPa的条件下进行,已知合成氨为放热反应,试分析原因_____________

(2)工业上常利用4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)生产硝酸。在同温条件下,向2L的反应容器中充入2mol NH32.75molO2,平衡时NH3转化率为50%,则该温度下K=___;保持温度不变,增大压强,则平衡常数_____(增大减小不变”);其他条件不变,下列措施一定可以增大氨气转化率的是____

A.降低氨气浓度  B.增大容器体积  C.降低温度 D.移除水蒸气  E.选择合适的催化剂

(3)已知:A2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(l)  ΔH=-123kJ/mol

BNH2COONH4(l)(NH2)2CO(g)+H2O(g)  ΔH= +50kJ/mol

①在工业生产中,尿素是由以上AB两步合成的,则工业上由氨气与二氧化碳合成尿素的热化学反应方程式为:_______________

②尿素合成过程中通过控制温度、NH3CO2的物质的量比(氨碳比a)等因素来提高CO2的转化率。如图是在其他因素一定,不同氨碳比条件下CO2平衡转化率与温度的关系图。由图可知当温度一定时,a值越大,CO2转化率越大其原因是______;当a一定时,CO2平衡转化率呈现先增大后减小的趋势,其原因为_______

 

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氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一。其合成原理为: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1

I.在密闭容器中,投入1mol N23 mol H2在催化剂作用下发生反应;

(1)测得反应放出的热量_____92.4kJ (小于大于等于”)

(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量_____(变大变小不变”)

(3)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将_______(正向逆向”)移动。

(4)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将__________(向左移动向右移动不移动”)。达到新平衡后,容器内温度______(大于小于等于”)原来的2倍。

II.该反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=92.4kJ/mol 在一密闭容器中发生,如图是某一时间段反应速率与反应进程的关系曲线图。

 

(1)t1t3t4时刻,体系中分别是什么条件发生了变化?

t1__________t3__________t4__________   

(2)下列时间段中,氨的百分含量最高的是_______

A0t1Bt2t3 Ct3t4Dt4t5

 

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下列叙述错误的是

A.保存氯化亚铁溶液时,在溶液中加入少量稀盐酸,以防止Fe2水解

B.同温时,等浓度的NaHCO3Na2CO3溶液, Na2CO3溶液的pH

C.NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同

D.加热CH3COONa溶液,溶液中的值将减小

 

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臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为:2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)H<0,若反应在恒容密闭容器中进行,如表由该反应相关图象作出的判断正确的是(   

  

A.甲图中改变的反应条件为升温

B.乙图中温度T2>T1,纵坐标可代表NO2的百分含量

C.丙图为充入稀有气体时速率变化

D.丁图中abc三点只有b点已经达到平衡状态

 

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