填空题15.0分
化学

9.碳酸氢铵、硫酸铵均是我国主要的氮肥品种,碳酸氢铵在贮存和运输过程中容易挥发损失。为了鉴定其质量和确定田间施用量,必须测定其含氮量。

I.某学生欲测定碳酸氢铵化肥中的含氮量,选用下列装置通过测定生成二氧化碳的量间接测出化肥的含氮量。

(1)请选择必要的装置(每个装置最多使用一次),按气流方向连接顺序为__________ 组装好装置,连在最后的装置起到的作用                  

(2) 检验气密性后,将样品放入圆底烧瓶中,滴加液体。该液体最适合的是_________________.

A.稀盐酸    

B.稀硫酸    

C.浓硝酸    

D.氢氧化纳

II.如果氮肥中成分是硫酸铵,则可以用甲醛法测定含氮量,反应为:2(NH4)2SO4+6HCHO=(CH2)6N4+2H2SO4再将生成的酸用氢氧化钠标准溶液滴定,从而测出氮的含量。步骤如下:

(3)用差量法称取固体(NH4)2SO4样品0.6g于烧杯中,加蒸馏水溶解配成100mL溶液,准确量取20.00mL的待测液溶液于锥形瓶中,加入适量l8%的中性甲醛,放置5min后,加入1-2滴_______指示剂(已知滴定终点的pH约为8.8),用浓度为0.0800mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至终点。再重复滴定2次,三次滴定的读数如下表:

计算出该样品中的氮的质量分数为_______________。

(4)在滴定实验结束后发现滴定用的碱式滴定管玻璃尖嘴内出现了气泡,滴定开始时无气泡,则此实验测定的含氮量比实际值________(填”偏大“偏小”或“无影响”)。

(5)如果测定碳酸氢铵化肥中的含氮量时,也使用甲醛法是否合理____________(填“是”或“否”),理由是                             





正确答案及相关解析

正确答案

(1)b-e-f-h-g-c

防止空气中的水蒸气和CO2进入前面装置影响实验结果

(2)B 

(3)酚酞  14%

(4)偏小

(5)  否,因为用甲醛法制的碳酸不稳定,不适合中和滴定

解析

(1)根据反应装置--干燥装置--吸收装置-尾气处理装置排序,所以其排列顺序是:b-e,f-h,g-c,故答案为:b-e,f-h,g-c;

(2)制取二氧化碳时需要碳酸盐和酸反应,稀盐酸、浓硝酸都具有挥发性,影响实验结果,氢氧化钠和盐不能生成二氧化碳,故选B;

(3)硫酸铵属于强酸弱碱盐,其溶液呈酸性,所以需要酸式滴定管量取硫酸铵溶液,滴定终点的pH约为8.8,酚酞的变色范围是8-10,所以选取酚酞作指示剂;滴定终点时,溶液从无色变为浅红色,30s内不褪色;

2(NH42SO4+6HCHO=(CH26N4+2H2SO4+6H2O、2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O,所以硫酸铵和NaOH的关系式为:(NH42SO4---2NaOH,NaOH溶液的平均体积=

mL=15.3mL,根据(NH42SO4---2NaOH得m[(NH42SO4]=×132g/mol=0.0808g,0.6g硫酸铵中硫酸铵的质量=0.0808g×5=0.404g,氮元素的质量分数==14%,

考查方向

本题主要考查了化学实验的基本操作,化学实验安全,危险化学品的标志,化学药品的变质。

解题思路

(1)本题考查实验装置的选择和连接,实验装置的连接顺序为发生装置、净化装置、干燥装置、性质或收集装置、尾气处理装置。一般除杂在前,干燥在后;若是燃烧管除杂,则干燥在前;若用洗气瓶,则“长进短出”,若用干燥管,则“大进小出”;根据题意知,装有氢氧化钠溶液的洗气瓶为二氧化碳的吸收装置,为保证实验结果准确,必须防止水蒸气和外界空气的干扰;为保证分液漏斗内液体顺利流下,应选第二个装置作为二氧化碳的发生装置;根据上述分析连接次序为:b-e,f-h,g-c;

(2)盐酸和硝酸易挥发,会干扰二氧化碳的测定,氢氧化钠溶液与样品反应不会生成二氧化碳,所以分液漏斗内的液体应为稀硫酸,选B;

(3)(NH42SO4属于强酸弱碱盐,水解显酸性,所以用酸式滴定管准确取出20.00mL的溶液;滴定终点的pH约为8.8,酚酞变色范围为8.2——10,应用酚酞作指示剂;用浓度为0.08mol/L氢氧化钠标准溶液滴定,达滴定终点时的现象为溶液从无色变为浅红色 ,且30s内不褪色;分析题给数据知,第二组数据误差较大,应舍弃,所用氢氧化钠溶液的体积为15.00mL 根据题给反应得氮原子与氢氧化钠之间的关系式:N——NaOH,代入数据计算可得,0.6g样品中含氮原子的物质的量为0.08mol/L×0.015L×5=0.006mol,其质量为0.084g,质量分数为14%;

(4)在滴定实验结束后发现滴定用的碱式滴定管玻璃尖嘴内出现了气泡,滴定开始时无气泡,代入计算得氢氧化钠溶液的体积偏小,则此实验测定的含氮量比实际值偏小;

(5).如果测定碳酸氢铵中的含氮量时,使用甲醛法不合理,理由是因为用氢氧化钠标准溶液滴定时,溶液中HCO3中的H+也会和氢氧化钠中和。

易错点

(1)一般除杂在前,干燥在后;若是燃烧管除杂,则干燥在前;若用洗气瓶,则“长进短出”,若用干燥管,则“大进小出”;

(2)盐酸和硝酸易挥发,会干扰二氧化碳的测定

知识点

海水资源及其综合利用