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）+ H2O 2CrO42-（黃色）+ 2H+。請(qǐng)回答下列問題：

（1）取少量(NH4)2Cr2O7濃溶液于試管中，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252 g/mol)加熱的分解產(chǎn)物，按下圖連接好儀器，加熱裝置略去，在A中加入5.040 g樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①儀器A的名稱是______________。

②連接好裝置，點(diǎn)燃酒精燈之前，先通入一段時(shí)間N2其目的為___________。

③反應(yīng)結(jié)束后，依然要通一段時(shí)間的氮?dú)獾脑�因�?/span>________________________。

④加熱A至恒重，觀察到D中溶液不變色，同時(shí)測得A中殘留物為Cr2O3、B中質(zhì)量的變化為1.44 g，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)，1 mo1 (CH2)6N4H+ 與 1 mo1 H+ 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5.600 g，配成500 mL溶液，移取25.00 mL樣品溶液于 250 mL錐形瓶中，用氯化鋇溶液使Cr2O72-完全沉淀后，加入10 mL 20.00 mol·L－1的中性甲醛溶液，搖勻、靜置5 min后，加入12滴酚酞試液，用0.200 mo1 L-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16.00 mL。

①若滴定終點(diǎn)時(shí)，俯視讀數(shù)，則測定結(jié)果_____(填“偏大” “偏小”或“無影響”)。

②滴定計(jì)算得該樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________。

Answer 1

【答案】產(chǎn)生無色、有刺激性氣味的氣體；溶液由橙色變?yōu)辄S色 硬質(zhì)玻璃管 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)2Cr2O7 = Cr2O3+N2↑+4H2O 偏小 8.00%

【解析】

(1)根據(jù)加入堿對(duì)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A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(yīng)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?dú)猓�同時(shí)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(jì)算寫出化學(xué)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(yīng)生成氫離子相當(dāng)于4molNH4+反應(yīng)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(jì)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(yīng)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(jìn)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A為硬質(zhì)玻璃管，故答案為：硬質(zhì)玻璃管；

②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一段時(shí)間氮?dú)猓瑢⒀b置內(nèi)空氣排盡，故答案為：將裝置內(nèi)空氣排盡；

③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，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(shí)驗(yàn)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?dú)猓�同時(shí)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(yīng)的化學(xué)方程式為(NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O，故答案為：(NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O；

(3)①若滴定終點(diǎn)時(shí)，俯視讀數(shù)，讀取消耗氫氧化鈉溶液增小，則測定結(jié)果偏小，故答案為：偏小；

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)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(shí)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16.00mL，2x+2x=0.016L×0.200mol/L，解得：x=0.0008mol，則原樣品中含有(NH4)2Cr2O7的物質(zhì)的量為0.0008mol×=0.016mol，該樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=8.00%，故答案為：8.00%。