Question

實驗室常利用甲醛（HCHO）法測定(NH₄)₂SO₄樣品中氮的質量分數，其反應原理為：4NH₄^＋ ＋6HCHO =3H^＋＋6H₂O＋(CH₂)₆N₄H^＋ ［滴定時，1 mol (CH₂)₆N₄H^＋與 l mol H^＋相當，然后用NaOH標準溶液滴定反應生成的酸。某興趣小組用甲醛法進行了如下實驗：
步驟I 稱取樣品1．500 g。
步驟II 將樣品溶解后，完全轉移到250 mL容量瓶中，定容，充分搖勻。
步驟III 移取25．00 mL樣品溶液于250 mL錐形瓶中，加入10 mL 20％的中性甲醛溶液，搖勻、靜置5 min后，加入1~2滴酚酞試液，用NaOH標準溶液滴定至終點。按上述操作方法再重復2次。
（1）根據步驟III填空：
①堿式滴定管用蒸餾水洗滌后，直接加入NaOH標準溶液進行滴定，則測得樣品中氮的質量分數________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。
②錐形瓶用蒸餾水洗滌后，水未倒盡，則滴定時用去NaOH標準溶液的體積_______(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)
③滴定時邊滴邊搖動錐形瓶，眼睛應觀察____________。
A．滴定管內液面的變化    B．錐形瓶內溶液顏色的變化
④滴定達到終點時現象：__________________________________________________。
（2）滴定結果如下表所示：

滴定 次數	待測溶液的體積 /mL	標準溶液的體積/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標準溶液的濃度為0．1010 mol·L^－1，則該樣品中氮的質量分數為___________。

Answer 1

（1）①偏高    ②無影響   ③B   ④溶液由無色變為粉紅(或淺紅)色，且半分鐘內不變色  
（2）18．85%

試題分析：（1）①堿式滴定管用蒸餾水洗滌后需要再用NaOH溶液潤洗，否則相當于NaOH溶液被稀釋，滴定消耗的體積會偏高，測得樣品中氮的質量分數也將偏高。
②錐形瓶用蒸餾水洗滌后，雖然水未倒盡，但待測液中的H⁺的物質的量不變，則滴定時所需NaOH標準溶液中的氫氧化鈉的物質的量就不變，也就是無影響。
③定時邊滴邊搖動錐形瓶，眼睛應注意觀察顏色變化，確定滴定終點。
④待測液為酸性，酚酞應為無色，當溶液轉為堿性時，溶液顏色變為粉紅（或淺紅）。
（2）標準溶液的體積應取三次實驗的平均值，首先確定滴定時所用的NaOH標準溶液為（20．01+19．99+20．00）/3mL=20．00mL，根據題意中性甲醛溶液一定是過量的，而且1．500g 銨鹽 經溶解后，取了其中1/10進行滴定，即0．15g，滴定結果，溶液中含有H⁺（含（CH₂）₆N₄H⁺）共0．02L×0．1010mol/L=0．00202mol，根據4NH₄⁺+6HCHO═3H⁺+6H₂O+（CH₂）₆N₄H⁺，每生成4molH⁺（含（CH₂）₆N₄H⁺），會消耗NH₄⁺4mol，所以共消耗NH₄⁺0．00202mol，其中含氮元素0．00202mol×14g/mol=0．02828g所以氮的質量分數為0．02828/0．15×100%=18．85%