Question

（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：Cr₂O₇^2-(橙色）+H₂O⇌2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺。请回答下列问题：

（1）在试管中加入少量(NH₄)₂Cr₂O₇固体，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252g/mol)的分解产物，按如图连接好装置，在A中加入5.040g样品进行实验。

①连接好装置，点燃酒精灯之前，需进行的必要操作是___。

②反应结束后，依然要通一段时间的氮气的原因是___。

③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1.44g，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⁺+Cr₂O₇^2-+H₂O=2BaCrO₄↓+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。

实验步骤：称取样品5.600g，配成500mL溶液，移取25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中，用氯化钡溶液使Cr₂O₇^2-完全沉淀后，加入10mL20.00mol·L^－1的中性甲醛溶液，摇匀、静置5min后，加入1～2滴酚酞试液，用0.200mo1•L^-1NaOH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20.00mL。

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

②滴定计算得该样品中N的质量分数为___。

Answer

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 检查装置的气密性后通入氮气一段时间将装置内空气排尽 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)2Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O 偏大 10.00%

【解析】

(1)已知：Cr2O72-(橙色)+H2O⇌2CrO42-(黄色)+2H+，碱溶液中平衡正向进行，溶液显黄色，在试管中加入少量(NH4)2Cr2O7固体，滴加足量浓KOH溶液，振荡、微热生成氨气；

(2)①气体发生反应，反应前需要检查装置气密性，利用通入氮气把装置内空气赶净，再点燃酒精灯；

②反应结束后，依然要通一段时间的氮气，把生成的气体全部赶入B中吸收；

③(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，说明无氨气体生成，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，据此定量关系计算写出化学方程式；

(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，1mo1(CH2)6N4H+与1mo1H+相当]，然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸，设25mL样品溶液中(NH4)2Cr2O7的物质的量为x，则沉淀重铬酸根离子生成氢离子2xmol，铵根和甲醛反应生成氢离子相当于4molNH4+反应生成4molH+，用0.200mo1•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20.00mL，利用氢离子物质的量和氢氧根物质的量相同计算得到x，计算氮元素的含量。

(1)在试管中加入少量(NH4)2Cr2O7固体，滴加足量浓KOH溶液，振荡、微热，已知：Cr2O72− (橙色)+H2O⇌2CrO42− (黄色)+2H+，碱溶液中平衡正向进行，溶液显黄色，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；

(2)①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氮气一段时间将装置内空气排尽；

②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；

③(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，说明无氨气体生成，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，据此定量关系计算，可得化学方程式(NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O；

(3)①若滴定终点时，仰视读数，读取消耗氢氧化钠溶液增大，则测定结果偏高；

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25mL样品溶液中(NH4)2Cr2O7的物质的量为x，则沉淀重铬酸根离子生成氢离子2xmol，铵根和甲醛反应生成氢离子相当于4molNH4+反应生成4molH+，用0.200mo1⋅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20.00mL，2x+2x=0.020L×0.200mol/L，x=0.001mol，则500mL溶液中(NH4)2Cr2O7的物质的量=0.001mol×=0.02mol，该样品中氮的质量分数=×100%=10.00%。