Question

【題目】EDTA(乙二胺四乙酸)是一種能與Ca2+、Mg2+等結合的螯合劑。某高三研究性學習小組在實驗室制備EDTA，并用其測定某地下水的硬度。制備EDTA的實驗步驟如下：

步驟1：稱取94.5g(1.0mol)ClCH2COOH于1000mL三頸燒瓶中(如圖)，慢慢加入50%Na2CO3溶液，至不再產生無色氣泡；

步驟2：加入15.6g(0.26mol)H2NCH2CH2NH2，搖勻，放置片刻，加入2.0mol·L-1NaOH溶液90mL，加水至總體積為600mL左右，溫度計50℃加熱2h；

步驟3：冷卻后倒入燒杯中，加入活性炭脫色，攪拌、靜置、過濾。用鹽酸調節濾液至pH=1，有白色沉淀生成，抽濾，干燥，制得EDTA。測地下水硬度：取地下水樣品250mL進行預處理后，用EDTA進行檢測。實驗中涉及的反應有M2+(金屬離子)+Y4-(EDTA)=MY2-；M2+(金屬離子)+EBT(鉻黑T，藍色)=MEBT(酒紅色)；MEBT+Y4-(EDTA)=MY2-+EBT(鉻黑T)。

回答下列問題：

（1）步驟1中發生反應的離子方程式為_____。

（2）儀器Q的名稱是_____，冷卻水從_____接口(填“x”或“y”)流出。

（3）用NaOH固體配制上述NaOH溶液，配制時使用的儀器有托盤天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、_____和_____，需要稱量NaOH固體的質量為_____。

（4）將處理后的水樣轉移到錐形瓶中，加入氨水-氯化銨緩沖溶液調節pH為10，滴加幾滴鉻黑T溶液，用0.0100mol·L-1EDTA標準溶液進行滴定。

①確認達到滴定終點的現象是_____。

②滴定終點時共消耗EDTA溶液15.0mL，則該地下水的硬度=_____度(水硬度的表示方法是將水中的Ca2+和Mg2+都看作Ca2+，并將其折算成CaO的質量，通常把1L水中含有10mgCaO稱為1度)。

③若實驗時裝有EDTA標準液的滴定管只用蒸餾水洗滌而未用標準液潤洗，則測定結果將_____ (填“偏大“偏小”或“無影響”)。

Answer 1

【答案】2ClCH2COOH＋CO32-=2ClCH2COO-＋CO2↑＋H2O 球形冷凝管 x 膠頭滴管 100mL容量瓶 8.0g 溶液由酒紅色變為藍色，且半分鐘內不恢復原色 3.36 偏大

【解析】

(1)ClCH2COOH含COOH，與碳酸鈉反應；

(2)Q為球形冷凝管，冷水下進上出可充滿冷凝管；

(3)溶解后轉移到250mL容量瓶中定容；結合m＝cVM計算；

(4)①滴定前溶液為酒紅色，滴定結束后為藍色，所以溶液顏色變化為酒紅色變為藍色；

②用0.0100molL1的EDTA標準溶液進行滴定，滴定終點時共消耗EDTA溶液15.00mL，則n(M2＋)＝n(EDTA)＝0.0100molL1×15.00×103L＝1.5×104mol，則25mL水中m(CaO)＝nM＝56g/mol×1.5×104mol＝8.2mg，且1L水中含有10mg CaO稱為1度，以此計算該地下水的硬度；

③實驗時裝有EDTA標準液的滴定管只用蒸餾水洗滌而未用標準液潤洗，消耗標準液體積偏大。

(1)步驟1中發生反應的離子方程式為2ClCH2COOH＋CO32-=2ClCH2COO-＋CO2↑＋H2O；

(2)儀器Q的名稱是球形冷凝管，冷卻水從x接口流出；

(3)用NaOH固體配制上述NaOH溶液，配制時使用的儀器有天平、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管和100mL容量瓶，需要稱量NaOH固體的質量為0.1L×2.0mol/L×40g/mol＝8.0g；

(4)①滴定前溶液為酒紅色，滴定結束后為藍色，則滴定終點現象為滴入最后一滴EDTA溶液，溶液顏色由酒紅色變為藍色，且半分鐘內不恢復原色；

②用0.0100molL1的EDTA標準溶液進行滴定，滴定終點時共消耗EDTA溶液15.00mL，則n(M2＋)＝n(EDTA)＝0.0100molL1×15.00×103L＝1.5×104mol，則25mL水中m(CaO)＝nM＝56g/mol×1.5×104mol＝8.2mg，所以1L水中m(CaO)＝8.2mg×＝336mg，通常把1L水中含有10mg CaO稱為1度，所以該地下水的硬度為＝3.36度；

③實驗時裝有EDTA標準液的滴定管只用蒸餾水洗滌而未用標準液潤洗，消耗標準液體積偏大，則測定結果將偏大。