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_2⇌2 CrO₄^2- (黄色)+2H⁺。 请回答下列问题

(1)向盛有少量(NH₄)₂Cr₂O₇ 固体的试管中．滴加足量浓KOH溶液．振荡、微热 ，观察到的实验现象有_______________    。

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

①仪器C的名称是____________    。

②连接好装置后需进行的必要橾作是 ________，点燃酒精灯之前需进行的必要橾作是

___________________________。

③反应结束后．依然要通一段时间氮气的原因是 ____________________    ．

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中质量变化为1.44g. 写出( NH₄)₂Cr₂O₇加热分解的化学方程式：____________。

(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 l mol(CH₂)₆N₄H⁺ 与 l mol H⁺ 相当］．然后用 NaOH标准溶液滴定 反应生成的酸。

实验步骤：称取品8.400g. 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15.00mL2 0.00mol•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 .2000mol•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 30.00mL。

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样品中氮的质量分数为 _____________  。

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 (球形) 干燥管 检查装置的气密性 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)根据加入碱对平衡Cr2O72-(橙色)+H2O⇌2CrO42-(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C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C为球形干燥管，故答案为：球形干燥管；

②连接好装置，需进行的必要操作是检查装置的气密性，点燃酒精灯之前，需要通入一段时间氮气，将装置内空气排尽，故答案为：检查装置的气密性；通入氮气一段时间将装置内空气排尽；

③反应结束后，依然通一段时间的氮气，可以将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，仰视读数，读取消耗氢氧化钠溶液增大，则测定结果偏大，故答案为：偏大；

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0.200mo1•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30.00mL，2x+2x=0.030L×0.200mol/L，解得：x=0.0015mol，则原样品中含有(NH4)2Cr2O7的物质的量为0.0015mol×=0.03mol，该样品中氮的质量分数=×100%=10.00%，故答案为：10.00%。