Question

EDTA(乙二胺四乙酸)是一种能与Ca²⁺、Mg²⁺等结合的螯合剂。某高三研究性学习小组在实验室制备EDTA，并用其测定某地下水的硬度。制备EDTA的实验步骤如下：

步骤1：称取94.5g(1.0mol)ClCH₂COOH于1000mL三颈烧瓶中(如图)，慢慢加入50%Na₂CO₃溶液，至不再产生无色气泡；

步骤2：加入15.6g(0.26mol)H₂NCH₂CH₂NH₂，摇匀，放置片刻，加入2.0mol·L^-1NaOH溶液90mL，加水至总体积为600mL左右，温度计50℃加热2h；

步骤3：冷却后倒入烧杯中，加入活性炭脱色，搅拌、静置、过滤。用盐酸调节滤液至pH=1，有白色沉淀生成，抽滤，干燥，制得EDTA。测地下水硬度：取地下水样品250mL进行预处理后，用EDTA进行检测。实验中涉及的反应有M²⁺(金属离子)+Y^4-(EDTA)=MY^2-；M²⁺(金属离子)+EBT(铬黑T，蓝色)=MEBT(酒红色)；MEBT+Y^4-(EDTA)=MY^2-+EBT(铬黑T)。

回答下列问题：

（1）步骤1中发生反应的离子方程式为_____。

（2）仪器Q的名称是_____，冷却水从_____接口(填“x”或“y”)流出。

（3）用NaOH固体配制上述NaOH溶液，配制时使用的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、_____和_____，需要称量NaOH固体的质量为_____。

（4）将处理后的水样转移到锥形瓶中，加入氨水-氯化铵缓冲溶液调节pH为10，滴加几滴铬黑T溶液，用0.0100mol·L^-1EDTA标准溶液进行滴定。

①确认达到滴定终点的现象是_____。

②滴定终点时共消耗EDTA溶液15.0mL，则该地下水的硬度=_____度(水硬度的表示方法是将水中的Ca²⁺和Mg²⁺都看作Ca²⁺，并将其折算成CaO的质量，通常把1L水中含有10mgCaO称为1度)。

③若实验时装有EDTA标准液的滴定管只用蒸馏水洗涤而未用标准液润洗，则测定结果将_____ (填“偏大“偏小”或“无影响”)。

Answer

2ClCH2COOH＋CO32-=2ClCH2COO-＋CO2↑＋H2O 球形冷凝管 x 胶头滴管 100mL容量瓶 8.0g 溶液由酒红色变为蓝色，且半分钟内不恢复原色 3.36 偏大

【解析】

(1)ClCH2COOH含−COOH，与碳酸钠反应；

(2)Q为球形冷凝管，冷水下进上出可充满冷凝管；

(3)溶解后转移到250mL容量瓶中定容；结合m＝cVM计算；

(4)①滴定前溶液为酒红色，滴定结束后为蓝色，所以溶液颜色变化为酒红色变为蓝色；

②用0.0100mol•L−1的EDTA标准溶液进行滴定，滴定终点时共消耗EDTA溶液15.00mL，则n(M2＋)＝n(EDTA)＝0.0100mol•L−1×15.00×10−3L＝1.5×10−4mol，则25mL水中m(CaO)＝nM＝56g/mol×1.5×10−4mol＝8.2mg，且1L水中含有10mg CaO称为1度，以此计算该地下水的硬度；

③实验时装有EDTA标准液的滴定管只用蒸馏水洗涤而未用标准液润洗，消耗标准液体积偏大。

(1)步骤1中发生反应的离子方程式为2ClCH2COOH＋CO32-=2ClCH2COO-＋CO2↑＋H2O；

(2)仪器Q的名称是球形冷凝管，冷却水从x接口流出；

(3)用NaOH固体配制上述NaOH溶液，配制时使用的仪器有天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和100mL容量瓶，需要称量NaOH固体的质量为0.1L×2.0mol/L×40g/mol＝8.0g；

(4)①滴定前溶液为酒红色，滴定结束后为蓝色，则滴定终点现象为滴入最后一滴EDTA溶液，溶液颜色由酒红色变为蓝色，且半分钟内不恢复原色；

②用0.0100mol•L−1的EDTA标准溶液进行滴定，滴定终点时共消耗EDTA溶液15.00mL，则n(M2＋)＝n(EDTA)＝0.0100mol•L−1×15.00×10−3L＝1.5×10−4mol，则25mL水中m(CaO)＝nM＝56g/mol×1.5×10−4mol＝8.2mg，所以1L水中m(CaO)＝8.2mg×＝336mg，通常把1L水中含有10mg CaO称为1度，所以该地下水的硬度为＝3.36度；

③实验时装有EDTA标准液的滴定管只用蒸馏水洗涤而未用标准液润洗，消耗标准液体积偏大，则测定结果将偏大。