Question

【題目】(NH4)2Cr2O7可用作有機合成催化劑、媒染劑 、顯影液等。 某化學興趣小組對(NH4)2Cr2O7 的部分性質(zhì)及組成進行探究 。已知 ：Cr2O72-(橙色)+H2O22 CrO42- (黃色)+2H+。 請回答下列問題

(1)向盛有少量(NH4)2Cr2O7 固體的試管中．滴加足量濃KOH溶液．振蕩、微熱 ，觀察到的實驗現(xiàn)象有_______________ 。

(2) 為探究(NH4)2Cr2O7 (摩爾質(zhì)量為 252g/mol)的分解產(chǎn)物 ．按下圖連接好裝置，在A中加入5.040 g 樣品進行實驗 。

①儀器C的名稱是____________ 。

②連接好裝置后需進行的必要橾作是 ________，點燃酒精燈之前需進行的必要橾作是

___________________________。

③反應結(jié)束后．依然要通一段時間氮氣的原因是 ____________________ ．

④加熱A至恒重，觀察到D中溶液不變色，同時測得A中殘留物為 Cr2O3 ，B中質(zhì)量變化為1.44g. 寫出( NH4)2Cr2O7加熱分解的化學方程式：____________。

(3)實驗室常用甲醛法測定含( NH4)2Cr2O7 的樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)(雜質(zhì)不發(fā)生反應)，其反應原理為2Ba2++ Cr2O72-+H2O=2BaCrO4↓+2H+、4NH4++6HCHO=3H++6H2O +(CH2)6N4H+[ 滴定時 l 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。

實驗步驟：稱取品8.400g. 配成500mL溶液，移取25.00mL, 樣品溶液于250mL錐形瓶中．用氯化鋇溶液使Cr2O72- 完全沉淀后加入15.00mL2 0.00molL-1的中性甲醛溶液，搖 勻、靜置5min 后，加入1- 2 滴酚酞試液 ，用0 .2000molL-1 NaOH標準溶液滴定至終點。重復上述操作 3次，最終滴定用去NaOH 標準溶液體積的平均值為 30.00mL。

①若滴定終點時，仰視讀數(shù)。則測定結(jié)果 ____(填 “偏大”“偏小”或“無影響 ”)。

②樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)為 _____________ 。

Answer 1

【答案】固體溶解，產(chǎn)生無色、有刺激性氣味的氣體，溶液由橙色變?yōu)辄S色 (球形) 干燥管 檢查裝置的氣密性 通入氮氣一段時間將裝置內(nèi)空氣排盡 將A中分解產(chǎn)生的氣體全部趕入B中 ，防止產(chǎn)生實驗誤差 (NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O 偏大 10.00%

【解析】

(1)根據(jù)加入堿對平衡Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黃色)+2H+的影響，結(jié)合銨根離子的性質(zhì)分析解答；

(2)①根據(jù)儀器C的結(jié)構(gòu)分析判斷；

②根據(jù)裝置內(nèi)存在空氣分析解答；

③反應結(jié)束后，裝置中仍殘留少量生成的氣體；

④加熱A至恒重，觀察到D中溶液不變色，說明無氨氣生成，生成的是氮氣，同時測得A中殘留物為Cr2O3、B中質(zhì)量的變化為1.44g，為吸收的水蒸氣，結(jié)合定量關(guān)系計算寫出化學方程式；

(3)根據(jù)沉淀重鉻酸根離子生成氫離子2xmol，銨根離子和甲醛反應生成氫離子相當于4molNH4+反應生成4molH+，利用氫離子物質(zhì)的量和氫氧根物質(zhì)的量相同計算解答。

(1)在試管中加入少量(NH4)2Cr2O7固體，溶液中存在滴加足量濃KOH溶液，振蕩、微熱，銨根離子與堿反應放出氨氣、氫離子濃度減小，溶液中的Cr2O72-(橙色)+H2O 2CrO42-(黃色)+2H+平衡正向進行，溶液顯黃色，因此觀察到的主要現(xiàn)象是：固體溶解；產(chǎn)生無色、有刺激性氣味的氣體；溶液由橙色變?yōu)辄S色，故答案為：固體溶解；產(chǎn)生無色、有刺激性氣味的氣體，溶液由橙色變?yōu)辄S色；

(2)①根據(jù)裝置圖，儀器C為球形干燥管，故答案為：球形干燥管；

②連接好裝置，需進行的必要操作是檢查裝置的氣密性，點燃酒精燈之前，需要通入一段時間氮氣，將裝置內(nèi)空氣排盡，故答案為：檢查裝置的氣密性；通入氮氣一段時間將裝置內(nèi)空氣排盡；

③反應結(jié)束后，依然通一段時間的氮氣，可以將A中分解產(chǎn)生的氣體全部趕入B中，防止產(chǎn)生實驗誤差，故答案為：將A中分解產(chǎn)生的氣體全部趕入B中，防止產(chǎn)生實驗誤差；

④(NH4)2Cr2O7(摩爾質(zhì)量為252g/mol)的分解產(chǎn)物，在A中加入5.040g樣品，物質(zhì)的量==0.02mol，加熱A至恒重，觀察到D中溶液不變色，說明無氨氣生成，生成的是氮氣，同時測得A中殘留物為Cr2O3，B中質(zhì)量的變化為1.44g，為吸收的水蒸氣物質(zhì)的量==0.08mol，據(jù)此定量關(guān)系，反應的化學方程式為(NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O，故答案為：(NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O；

(3)①若滴定終點時，仰視讀數(shù)，讀取消耗氫氧化鈉溶液增大，則測定結(jié)果偏大，故答案為：偏大；

②反應原理為2Ba2++Cr2O72-+H2O=2BaCrO 4↓+2H+、4NH4++6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+ [滴定時，1mo1(CH2)6N4H+與1mo1H+相當]，然后用NaOH標準溶液滴定反應生成的酸，設25.00 mL樣品溶液中含有(NH4)2Cr2O7的物質(zhì)的量為x，則沉淀重鉻酸根離子時生成氫離子2xmol，銨根和甲醛反應生成氫離子相當于4molNH4+反應生成4molH+，用0.200mo1L-1 NaOH標準溶液滴定至終點。重復上述操作3次，最終滴定用去NaOH標準溶液體積的平均值為30.00mL，2x+2x=0.030L×0.200mol/L，解得：x=0.0015mol，則原樣品中含有(NH4)2Cr2O7的物質(zhì)的量為0.0015mol×=0.03mol，該樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)=×100%=10.00%，故答案為：10.00%。