Question

【题目】（NH4)2Cr2O7可用作有机合成催化剂、媒染剂、显影液等。某化学兴趣小组对(NH4 )2Cr2O7的部分性质及组成进行探究。已知：Cr2O72-(橙色）+ H2O 2CrO42-（黄色）+ 2H+。请回答下列问题：

（1）取少量(NH4)2Cr2O7浓溶液于试管中，滴加足量浓KOH溶液，振荡、微热，观察到的主要现象是______________。

（2）为探究(NH4)2Cr2O7 (摩尔质量为252 g/mol)加热的分解产物，按下图连接好仪器，加热装置略去，在A中加入5.040 g样品进行实验。

①仪器A的名称是______________。

②连接好装置，点燃酒精灯之前，先通入一段时间N2其目的为___________。

③反应结束后，依然要通一段时间的氮气的原因是________________________。

④加热A至恒重，观察到D中溶液不变色，同时测得A中残留物为Cr2O3、B中质量的变化为1.44 g，写出重铬酸铵加热分解反应的化学方程式：____________________。

（3）实验室常用甲醛法测定含(NH4)2Cr2O7的样品中氮的质量分数（杂质不发生反应），其反应原理为 2Ba2++Cr2O72- + H2O = 2BaCrO 4↓+2H+、4NH4++6HCHO =3H++6H2O+(CH2)6N4H+ [滴定时，1 mo1 (CH2)6N4H+ 与 1 mo1 H+ 相当]，然后用 NaOH 标准溶液滴定反应生成的酸。

实验步骤：称取样品5.600 g，配成500 mL溶液，移取25.00 mL样品溶液于 250 mL锥形瓶中，用氯化钡溶液使Cr2O72-完全沉淀后，加入10 mL 20.00 mol·L－1的中性甲醛溶液，摇匀、静置5 min后，加入12滴酚酞试液，用0.200 mo1 L-1 NaOH 标准溶液滴定至终点。重复上述操作3次，最终滴定用去NaOH标准溶液体积的平均值为16.00 mL。

①若滴定终点时，俯视读数，则测定结果_____(填“偏大” “偏小”或“无影响”)。

②滴定计算得该样品中氮的质量分数为___________。

Answer 1

【答案】产生无色、有刺激性气味的气体；溶液由橙色变为黄色 硬质玻璃管 将装置内空气排尽 将A中分解产生的气体全部赶入B中，防止产生实验误差 (NH4)2Cr2O7 = Cr2O3+N2↑+4H2O 偏小 8.00%

【解析】

(1)根据加入碱对平衡Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+的影响，结合铵根离子的性质分析解答；

(2)①根据仪器A的结构分析判断；②根据装置内存在空气分析解答；③反应结束后，装置中仍残留少量生成的气体；④加热A至恒重，观察到D中溶液不变色，说明无氨气生成，生成的是氮气，同时测得A中残留物为Cr2O3、B中质量的变化为1.44g，为吸收的水蒸气，结合定量关系计算写出化学方程式；

(3)根据沉淀重铬酸根离子生成氢离子2xmol，铵根离子和甲醛反应生成氢离子相当于4molNH4+反应生成4molH+，利用氢离子物质的量和氢氧根物质的量相同计算解答。

(1)在试管中加入少量(NH4)2Cr2O7固体，溶液中存在滴加足量浓KOH溶液，振荡、微热，铵根离子与碱反应放出氨气、氢离子浓度减小，溶液中的Cr2O72-(橙色)+H2O 2CrO42-(黄色)+2H+平衡正向进行，溶液显黄色，因此观察到的主要现象是：固体溶解；产生无色、有刺激性气味的气体；溶液由橙色变为黄色，故答案为：固体溶解；产生无色、有刺激性气味的气体，溶液由橙色变为黄色；

(2)①根据装置图，仪器A为硬质玻璃管，故答案为：硬质玻璃管；

②连接好装置，点燃酒精灯之前，需进行的必要操作是：检查装置的气密性后通入一段时间氮气，将装置内空气排尽，故答案为：将装置内空气排尽；

③反应结束后，依然要通一段时间的氮气的原因是：将A中分解产生的气体全部赶入B中，防止产生实验误差，故答案为：将A中分解产生的气体全部赶入B中，防止产生实验误差；

④(NH4)2Cr2O7 (摩尔质量为252g/mol)的分解产物，在A中加入5.040g样品，物质的量==0.02mol，加热A至恒重，观察到D中溶液不变色，说明无氨气生成，生成的是氮气，同时测得A中残留物为Cr2O3、B中质量的变化为1.44g，为吸收的水蒸气物质的量==0.08mol，据此定量关系，反应的化学方程式为(NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O，故答案为：(NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O；

(3)①若滴定终点时，俯视读数，读取消耗氢氧化钠溶液增小，则测定结果偏小，故答案为：偏小；

②反应原理为2Ba2++Cr2O72-+H2O=2BaCrO 4↓+2H+、4NH4++6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+ [滴定时，1mo1(CH2)6N4H+与1mo1H+相当]，然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸，设25.00 mL样品溶液中含有(NH4)2Cr2O7的物质的量为x，则沉淀重铬酸根离子时生成氢离子2xmol，铵根和甲醛反应生成氢离子相当于4molNH4+反应生成4molH+，用0.200mo1L-1 NaOH标准溶液滴定至终点。重复上述操作3次，最终滴定用去NaOH标准溶液体积的平均值为16.00mL，2x+2x=0.016L×0.200mol/L，解得：x=0.0008mol，则原样品中含有(NH4)2Cr2O7的物质的量为0.0008mol×=0.016mol，该样品中氮的质量分数=×100%=8.00%，故答案为：8.00%。