Question

【題目】（NH4)2Cr2O7可用作有機(jī)合成催化劑、媒染劑、顯影液等。某化學(xué)興趣小組對(duì)(NH4)2Cr2O7的部分性質(zhì)及組成進(jìn)行探究。已知：Cr2O72-(橙色）+H2O2CrO42-（黃色）+2H+。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）在試管中加入少量(NH4)2Cr2O7固體，滴加足量濃KOH溶液，振蕩、微熱，觀察到的主要現(xiàn)象是___。

（2）為探究(NH4)2Cr2O7(摩爾質(zhì)量為252g/mol)的分解產(chǎn)物，按如圖連接好裝置，在A中加入5.040g樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①連接好裝置，點(diǎn)燃酒精燈之前，需進(jìn)行的必要操作是___。

②反應(yīng)結(jié)束后，依然要通一段時(shí)間的氮?dú)獾脑�因�?/span>___。

③加熱A至恒重，觀察到D中溶液不變色，同時(shí)測(cè)得A中殘留物為Cr2O3、B中質(zhì)量的變化為1.44g，寫出重鉻酸銨加熱分解反應(yīng)的化學(xué)方程式：___。

（3）實(shí)驗(yàn)室常用甲醛法測(cè)定含(NH4)2Cr2O7的樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（雜質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)），其反應(yīng)原理為2Ba2++Cr2O72-+H2O=2BaCrO4↓+2H+、4NH4++6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+[滴定時(shí)，1mo1(CH2)6N4H+與1mo1H+相當(dāng)]，然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定反應(yīng)生成的酸。

實(shí)驗(yàn)步驟：稱取樣品5.600g，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10mL20.00mol·L－1的中性甲醛溶液，搖勻、靜置5min后，加入1～2滴酚酞試液，用0.200mo1L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。重復(fù)上述操作3次，最終滴定用去NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的平均值為20.00mL。

①若滴定終點(diǎn)時(shí)，仰視讀數(shù)，則測(cè)定結(jié)果___(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”）。

②滴定計(jì)算得該樣品中N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___。

Answer 1

【答案】固體溶解；產(chǎn)生無(wú)色、有刺激性氣味的氣體；溶液由橙色變?yōu)辄S色 檢查裝置的氣密性后通入氮?dú)庖欢螘r(shí)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(shí)驗(yàn)誤差 (NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O 偏大 10.00%

【解析】

(1)已知：Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黃色)+2H+，堿溶液中平衡正向進(jìn)行，溶液顯黃色，在試管中加入少量(NH4)2Cr2O7固體，滴加足量濃KOH溶液，振蕩、微熱生成氨氣；

(2)①氣體發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)前需要檢查裝置氣密性，利用通入氮?dú)獍蜒b置內(nèi)空氣趕凈，再點(diǎn)燃酒精燈；

②反應(yīng)結(jié)束后，依然要通一段時(shí)間的氮?dú)猓�把生成的氣體全部趕入B中吸收；

③(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(shuō)明無(wú)氨氣體生成，生成的是氮?dú)�，同時(shí)測(cè)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)系計(jì)算寫出化學(xué)方程式；

(3)實(shí)驗(yàn)室常用甲醛法測(cè)定含(NH4)2Cr2O7的樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(雜質(zhì)不發(fā)生反應(yīng))，其反應(yīng)原理為2Ba2++Cr2O72-+H2O=2BaCrO 4↓+2H+、4NH4++6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+[滴定時(shí)，1mo1(CH2)6N4H+與1mo1H+相當(dāng)]，然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定反應(yīng)生成的酸，設(shè)25mL樣品溶液中(NH4)2Cr2O7的物質(zhì)的量為x，則沉淀重鉻酸根離子生成氫離子2xmol，銨根和甲醛反應(yīng)生成氫離子相當(dāng)于4molNH4+反應(yīng)生成4molH+，用0.200mo1L-1 NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。重復(fù)上述操作3次，最終滴定用去NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的平均值為20.00mL，利用氫離子物質(zhì)的量和氫氧根物質(zhì)的量相同計(jì)算得到x，計(jì)算氮元素的含量。

(1)在試管中加入少量(NH4)2Cr2O7固體，滴加足量濃KOH溶液，振蕩、微熱，已知：Cr2O72 (橙色)+H2O2CrO42 (黃色)+2H+，堿溶液中平衡正向進(jìn)行，溶液顯黃色，觀察到的主要現(xiàn)象是：固體溶解；產(chǎn)生無(wú)色、有刺激性氣味的氣體；溶液由橙色變?yōu)辄S色；

(2)①連接好裝置，點(diǎn)燃酒精燈之前，需進(jìn)行的必要操作是：檢查裝置的氣密性后通入氮?dú)庖欢螘r(shí)間將裝置內(nèi)空氣排盡；

②反應(yīng)結(jié)束后，依然要通一段時(shí)間的氮?dú)獾脑�因是：�?/span>A中分解產(chǎn)生的氣體全部趕入B中，防止產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差；

③(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(shuō)明無(wú)氨氣體生成，生成的是氮?dú)猓�同時(shí)測(cè)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)系計(jì)算，可得化學(xué)方程式(NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O；

(3)①若滴定終點(diǎn)時(shí)，仰視讀數(shù)，讀取消耗氫氧化鈉溶液增大，則測(cè)定結(jié)果偏高；

②反應(yīng)原理為2Ba2++Cr2O72-+H2O=2BaCrO 4↓+2H+、4NH4++6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+ [滴定時(shí)，1mo1(CH2)6N4H+與1mo1H+相當(dāng)]，然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定反應(yīng)生成的酸，設(shè)25mL樣品溶液中(NH4)2Cr2O7的物質(zhì)的量為x，則沉淀重鉻酸根離子生成氫離子2xmol，銨根和甲醛反應(yīng)生成氫離子相當(dāng)于4molNH4+反應(yīng)生成4molH+，用0.200moL1 NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。重復(fù)上述操作3次，最終滴定用去NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的平均值為20.00mL，2x+2x=0.020L×0.200mol/L，x=0.001mol，則500mL溶液中(NH4)2Cr2O7的物質(zhì)的量=0.001mol×=0.02mol，該樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=10.00%。