Question

【題目】“銀-菲洛嗪法”是檢測(cè)居室內(nèi)甲醛(化學(xué)式CH2O)含量的常用方法之一。化學(xué)學(xué)習(xí)小組利用其原理設(shè)計(jì)如下裝置測(cè)定新裝修居室內(nèi)空氣中甲醛的含量。(夾持裝置略去)

已知：甲醛能被銀氨溶液、酸性KMnO4氧化生成CO2；10-5mol·L-1的紫色KMnO4溶液遇甲醛氣體即褪色；毛細(xì)管內(nèi)徑不超過1mm。

請(qǐng)回答下列問題：

(1)銀氨溶液的制備。打開K3，打開分液漏斗活塞，將飽和食鹽水慢慢滴入圓底燒瓶中。飽和食鹽水的作用是_________________________，當(dāng)觀察到三頸燒瓶中__________時(shí)，關(guān)閉K3和分液漏斗活塞。

(2)室內(nèi)空氣中甲醛含量的測(cè)定

①用熱水浴加熱三頸燒瓶，打開K1，將滑動(dòng)隔板慢慢由最右端抽到最左端，吸入1L室內(nèi)空氣，關(guān)閉K1。打開K2，緩慢推動(dòng)滑動(dòng)隔板，將氣體全部推出，關(guān)閉K2。裝置中毛細(xì)管的作用是______________。

再重復(fù)上述操作四次。

②向充分反應(yīng)后的溶液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH=1，再加入足量Fe2(SO4)3溶液，寫出加入Fe2(SO4)3溶液后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______________________________。立即加入菲洛嗪，F(xiàn)e2+與菲洛嗪形成有色物質(zhì)，在562nm處測(cè)定吸光度，測(cè)得生成Fe2+ 1.12mg。空氣中甲醛的含量為___________mg·L-1。

(3)關(guān)閉K3，將三頸燒瓶中的溶液換為40．00mL 10-4mol· L-1的KMnO4溶液，量取KMnO4溶液使用的儀器是_____________。再加入2mL 6mol·L-1的硫酸酸化后重新測(cè)定空氣中甲醛的含量。當(dāng)三頸瓶中溶液恰好褪色時(shí)，向容器A中共抽氣________次。

Answer 1

【答案】 飽和食鹽水和氮化鎂反應(yīng)制備氨氣，并減緩反應(yīng)速率 白色沉淀恰好溶解時(shí) 減小氣體的通入速度，使空氣中甲醛氣體被完全吸收 Ag+Fe3+=Ag++ Fe2+ 0.03 酸式滴定管或移液管 5

【解析】(1)飽和食鹽水和氮化鎂反應(yīng)制備氨氣，并減緩反應(yīng)速率；氨水溶液和硝酸銀溶液反應(yīng)，先產(chǎn)生白色沉淀，后逐漸溶解，當(dāng)觀察到三頸燒瓶中白色沉淀恰好溶解時(shí)，關(guān)閉K3和分液漏斗活塞；正確答案：飽和食鹽水和氮化鎂反應(yīng)制備氨氣，并減緩反應(yīng)速率；白色沉淀恰好溶解時(shí)。

(2) ①裝置中毛細(xì)管的作用是減小氣體的通入速度，使空氣中甲醛氣體被完全吸收；正確答案：減小氣體的通入速度，使空氣中甲醛氣體被完全吸收。

②甲醛和銀氨溶液加熱反應(yīng)生成銀，銀具有還原性，被Fe3+氧化，離子方程式：Ag+Fe3+=Ag++ Fe2+；根據(jù)甲醛能被銀氨溶液氧化為二氧化碳，氫氧化二氨合銀被還原為單質(zhì)銀；甲醛中碳元素化合價(jià)由0價(jià)→+4價(jià)，銀由+1價(jià)→0價(jià)；生成的銀又被鐵離子氧化，鐵離子本身又被還原為亞鐵離子，生成Fe2+1.12mg，物質(zhì)的量為2×10-5mol，根據(jù)電子守恒規(guī)律：設(shè)消耗甲醛的量為xmol，則4x=2×10-5×1，x=5×10-6mol；因此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了5次操作，所以測(cè)得1L空氣中甲醛的含量為1×10-6mol,即為1×10-6×30×103=0.03 mg·L-1；正確答案：Ag+Fe3+=Ag++ Fe2+；0.03。

(3)由于酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能夠腐蝕橡膠，因此要用酸式滴定管或移液管進(jìn)行量取；已知1L空氣中甲醛的含量為1×10-6mol，它被KMnO4溶液氧化為二氧化碳，KMnO4被還原為錳離子；設(shè)向容器A中共抽氣N次, n(KMnO4)=40×10-3×10-4=4×10-6 mol；根據(jù)電子守恒規(guī)律：N×4×1×10-6=4×10-6×（7-2），N=5；正確答案：酸式滴定管或移液管；5。