Question

(12分)實驗室常利用甲醛法測定(NH4)2SO4樣品中氮的質量分數，其反應原理為：
4NH₄^＋＋6HCHO??3H^＋＋6H₂O＋(CH₂)₆N₄H_＋[滴定時，1 mol(CH₂)₆N₄H＋與1 mol H^＋相當]，然后用NaOH標準溶液滴定反應生成的酸。某興趣小組用甲醛法進行了如下實驗：
步驟Ⅰ　稱取樣品1.500 g。
步驟Ⅱ　將樣品溶解后，完全轉移到250 mL容量瓶中，定容、充分搖勻。
步驟Ⅲ　移取25.00 mL樣品溶液于250 mL錐形瓶中，加入10 mL 20%的中性甲醛溶液，搖勻、靜置5 min后，加入1～2滴酚酞試液，用NaOH標準溶液滴定至終點。按上述操作方法再重復2次。
(1)根據步驟Ⅲ填空：
①堿式滴定管用蒸餾水洗滌后，直接加入NaOH標準溶液進行滴定，則測得樣品中氮的質量分數________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。
②錐形瓶用蒸餾水洗滌后，水未倒盡，則滴定時用去NaOH標準溶液的體積________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
③滴定時邊滴邊搖動錐形瓶，眼睛應觀察________。
A．滴定管內液面的變化
B．錐形瓶內溶液顏色的變化
④滴定達到終點時，酚酞指示劑由________色變成______色。
(2)滴定結果如下表所示：
滴定次數      待測溶液的體積/mL    標準溶液的體積/mL
滴定前刻度   滴定后刻度
1     25.00      1.02 21.03
2     25.00      2.00 21.99
3     25.00      0.20 20.20
若NaOH標準溶液的濃度為0.101 0 mol·L－1，則該樣品中氮的質量分數為________。

Answer 1

(1)①偏高　②無影響　③B　④無　粉紅(或淺紅)
(2)18.85%

由4NH₄^＋＋6HCHO===3H^＋＋6H₂O＋(CH₂)6N₄H^＋[滴定時，1 mol(CH₂)6N₄H^＋與1 mol H^＋相當]可知，4 mol NH₄^＋與甲醛反應產生的H^＋與(CH₂)₆N₄H^＋可消耗4 mol NaOH，則消耗的NaOH的物質的量等于NH₄＋的物質的量，若堿式滴定管沒有用標準溶液清洗，則NaOH溶液濃度變小，滴定時用去NaOH溶液的體積增加，計算出的NH4＋的物質的量偏大，滴定時反應的實質為H_＋＋OH_－===H₂O，是物質的量相等，所以錐形瓶中加水不會影響反應結果，滴定時錐形瓶中的溶液是由酸性變為中性，在酚酞為指示劑的情況下，溶液顏色由無色變為淺粉色。N的質量分數為
×100%，NaOH的體積利用三次測得的平均值為20.00 mL，代入上式可得結果。