1、实验题 (14分)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1 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1.5 g。
步骤Ⅱ 将样品溶解在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)上述操作步骤Ⅱ是否正确________(填“是”或“否”);若不正确,请改正_______________________________________________。(若正确,此空不填)
(2)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,溶液最终变成____________色。
(3)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
|
滴定前刻度/mL
| 滴定后刻度/mL
|
1
| 25.00
| 1.02
| 21.03
|
2
| 25.00
| 2.00
| 21.99
|
3
| 25.00
| 0.20
| 20.20
|
?
若NaOH标准溶液的浓度为0.101 0 mol/L,则该样品中氮的质量分数为________。
参考答案:⑴否;将样品溶解在小烧杯中,冷却后转移至容量瓶中。
⑵①偏高 ②无影响 ③B ④红色 ⒀18.85﹪
本题解析:(1)容量瓶不能直接溶解物质配制溶液,所以操作错误。应该将样品溶解在小烧杯中,冷却后转移至容量瓶中。
(2)①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后需要再用NaOH溶液润洗,否则相当于NaOH溶液被稀释,滴定消耗的体积会偏高,测得样品中氮的质量分数也将偏高。?②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,虽然水未倒尽,但待测液中的H+?的物质的量不变,则滴定时所需NaOH标准溶液中的氢氧化钠的物质的量就不变,也就是无影响。③注意观察颜色变化,确定滴定终点。?④待测液为酸性,酚酞应为无色,当溶液转为碱性时,溶液颜色变为粉红(或浅红)。
(3)标准溶液的体积应取三次实验的平均值,
首先确定滴定时所用的NaOH标准溶液为(20.01+19.99+20.00)/3=20.00mL
根据题意中性甲醛溶液一定是过量的,而且1.500g 铵盐 经溶解后,取了其中1/10进行滴定,即0.15g,滴定结果,溶液中含有H+(含(CH2)6N4H+)共0.02?0.1010=0.00202mol
根据反应式,每生成4molH+(含(CH2)6N4H+),会消耗NH4+4mol
所以共消耗NH4+0.00202mol
其中含氮元素0.00202?14=0.02828g
所以氮的质量分数为0.02828/0.15?100%=18.85%
点评:本题考查了中和滴定实验的原理以及操作步骤(①准备:洗涤→检漏→润洗→注液→调液→读数。?②滴定:移液(放液)→滴加指示剂→滴定终点→读数→重复2~3次→计算(取平均值)。
本题难度:一般
2、填空题 工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(ΔH)分别为-890.3 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-283.0 kJ·mol-1,则生成1 m3(标准状况)CO所需热量为 。?
参考答案:5.52×103 kJ
本题解析:首先依据燃烧热概念写出:
①CH4(g)+2O2(g)
CO2(g)+2H2O(l)ΔH1="-890.3" kJ·mol-1,
②H2(g)+O2(g)
H2O(l)ΔH2="-285.8" kJ·mol-1,
③CO(g)+O2(g)
CO2(g)ΔH3="-283.0" kJ·mol-1;
再写出CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g),
①式-②式×2-③式×2即得CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g),
所以ΔH=ΔH1-2ΔH2-2ΔH3="(-890.3+285.8×2+283.0×2)" kJ·mol-1="+247.3" kJ·mol-1,
生成1 m3 CO所需热量为×247.3 kJ·mol-1×≈5 520 kJ。
本题难度:一般
3、填空题 (9分)现有浓度均为0.1 mol/L的下列溶液:①硫酸?②醋酸?③氢氧化钠?④氯化铵⑤硫酸铝?⑥碳酸氢钠。请回答下列问题:
(1)①②③④四种溶液中由水电
离出的H+浓度由大到小的顺序是?(填序号)。
(2)已知T℃,Kw = 1×10-13,则T℃?(填“>”、“<”、“=”)25℃。在T℃时,将pH = 11的③溶液a L与pH = 1的①溶液b L混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得溶液的pH = 10,则a:b = ?。
(3)将⑤溶液和⑥溶液混合时,可看到的实验现象是?,产生该现象的原因是?(用离子方程式解释原因)。
参考答案:(9分)
(1)④②③①(2分)
(2)>(1分)? 11:9(2分)
(3)产生白色沉淀,同时放出无色无味气体(2分)
Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑(2分)
本题解析:略
本题难度:简单
4、选择题 下列说法中正确的是
A.体积相同、pH值相同的①盐酸 ②硫酸 ③醋酸,被NaOH溶液完全中和,消耗①、②、③溶液的体积由小到大的顺序是②<①<③
B.25℃时,0.1 mol·L—1氨水和0.05mol·L—氨水中[OH—]之比是2:1
C.25℃时,向CH3COONa溶液中加入适量CH3COOH使混合液pH=7,此时溶液中 [Na+]=[CH3COO-]
D.向含有HCO3-、CH3COO-、CO32-、SO32-离子的溶液中加入足量的Na2O2固体后,假设溶液体积不变,则以上四种离子浓度基本保持不变的是CO32-和CH3COO-。
参考答案:C
本题解析:A、等pH的三种酸中,醋酸浓度最大,消耗的NaOH最多。HCl和H2SO4相同;
B、不同浓度,电离程度不同,故没有这种关系;
C、根据电荷守恒可以得到;
D、过氧化钠与水反应生成OH-,与碳酸氢根反应生成碳酸根;故碳酸根增加
本题难度:一般
5、填空题 (10分)取0.1 mol/L HA溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化不计),测得混合溶液的pH=8。试回答以下问题:
(1)混合溶液的pH=8的原因是_____________________________________________
_________________________________________________(用离子方程式表示)。
(2)混合溶液中由水电离出的c(H+)________0.1 mol/L NaOH溶液中由水电离出的c(H+) (填“>”、“<”或“=”)。
(3)求出混合液中下列算式的精确计算结果(填具体数字):
c(Na+)-c(A-)=________mol/L;c(OH-)-c(HA)=________mol/L。
(4)已知NH4A溶液为中性,又知将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH________7(填“>”、“<”或“=”)。
参考答案:(10分,每空2分)(1)A-+H2O?
?HA+OH- (2)>? (3)9.9×10-7 1×10-8 (4)>
本题解析:略
本题难度:简单