Question

【定量實驗設(shè)計】某研究性學(xué)習(xí)小組查閱資料獲得晶體M的制備原理，他們進行如下探究：

【制備晶體】

以CrCl2•4H2O、過氧化氫、液氨、氯化銨固體為原料，在活性炭催化下，合成了晶體M。

（1）溶液中分離出晶體M的操作包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌和干燥。

他們用冰水和飽和食鹽水的混合物洗滌晶體M，其目的是                       。

制備過程中需要加熱，但是，溫度過高造成的后果是                           。

【測定組成】

為了測定M晶體組成，他們設(shè)計如下實驗。裝置如圖所示（加熱儀器和固定儀器省略）。

為確定其組成，進行如下實驗：

①氨的測定：精確稱M晶體，加適量水溶解，注入如圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加入足量20% NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品溶液中的氨全部蒸出，用一定量的鹽酸溶液吸收。蒸氨結(jié)束后取下接收瓶，用一定濃度的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過剩的HCl，到終點時消耗一定體積的 NaOH溶液。

②氯的測定：準(zhǔn)確稱取a g樣品M溶于蒸餾水，配成100 mL溶液。量取25.00 mL配制的溶液用c mol·L1AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，滴加3滴0.01 mol·L1K2CrO4溶液(作指示劑)，至出現(xiàn)磚紅色沉淀不再消失為終點（Ag2CrO4為磚紅色），消耗AgNO3溶液為b mL。

（2）安全管的作用是                    。

（3）用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的氯化氫，部分操作步驟是檢查滴定管是否漏液、用蒸餾水洗滌、             、排滴定管尖嘴的氣泡、                   、滴定、讀數(shù)、記錄并處理數(shù)據(jù)；下列操作或情況會使測定樣品中NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高的是       （填代號）。

A．裝置氣密性不好           B．用酚酞作指示劑

C．滴定終點時俯視讀數(shù)       D．滴定時NaOH溶液外濺

（4）已知：硝酸銀熱穩(wěn)定性差；Ksp(Ag2CrO4)＝1.12×1012，Ksp(AgCl)＝1.8×1010

選擇棕色滴定管盛裝標(biāo)準(zhǔn)濃度的硝酸銀溶液，滴定終點時，若溶液中

c(CrO42)為2.8×103 mol·L1，則c(Ag+)＝               。

（5）根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，列出樣品M中氯元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算式                。

如果滴加K2CrO4溶液過多，測得結(jié)果會                （填：偏高、偏低或無影響）。

（6）經(jīng)測定，晶體M中鉻、氨和氯的質(zhì)量之比為104∶136∶213。寫出制備M晶體的化學(xué)方程式                              。

Answer 1

【答案】

（1）降低晶體溶解度（1分）加快雙氧水分解和液氨揮發(fā)（1分）

（2）平衡氣壓（1分）

（3）用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液潤洗（1分）

調(diào)節(jié)堿式滴定管內(nèi)液面至0刻度或0刻度以下（1分）C（2分）

（4）2.0×105mol·L1（2分）

（5）×100%（2分）偏低（2分）

（6）2CrCl2＋H2O2＋6NH3＋2NH4Cl2Cr(NH3)4Cl3＋2H2O（2分）

【解析】

（1）晶體析出后過濾得到晶體，用冰飽和食鹽水洗滌晶體，目的是減少晶體M溶解量。

雙氧水受熱易分解、液氨易揮發(fā)，加熱溫度過高，導(dǎo)致反應(yīng)物損失。

（2）A裝置用于提供水蒸汽，需要加熱。導(dǎo)管起平衡氣壓作用。

（3）滴定管經(jīng)檢漏之后，用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液潤洗、調(diào)節(jié)液面至0刻度及0刻度以下才能讀數(shù)，因為滴定管0刻度在上方。A項，裝置漏氣，部分氨氣擴散了，測定的NH3質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，錯誤。B項，強堿滴定強酸可以選擇甲基橙作或酚酞作指示劑，不會導(dǎo)致誤差，錯誤。C項，滴定終點時俯視讀數(shù)，讀數(shù)小于實際體積，測定消耗氫氧化鈉溶液體積偏小，NH3質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，正確。D項，滴定液外濺，導(dǎo)致測得剩余鹽酸體積偏大，NH3質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小，錯誤。故答案選C。

（4）硝酸銀易分解，類似濃硝酸，應(yīng)選擇棕色滴定管盛裝硝酸銀溶液。

Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag)•c(CrO42)，c(Ag)＝＝mol·L1＝

2.0×105mol·L1。

（5）Ag＋Cl＝AgCl(s)，ω(Cl)＝×100%，計算式就是計算結(jié)果的過程表達式，不化簡。在計算式中要帶各物理量的單位，且數(shù)據(jù)取自題目中，體現(xiàn)思維過程。由鉻酸銀、氯化銀的溶度積知，鉻酸銀的溶解度比氯化銀稍大一些。如果滴加鉻酸鉀溶液過多，會提前生成鉻酸銀，即氯離子沒有完全轉(zhuǎn)化成氯化銀，導(dǎo)致提前指示終點，測得氯元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低。

（6）n(Cr)∶n(NH3)∶n(Cl)＝∶∶＝1∶4∶3，M的化學(xué)式為Cr(NH3)4Cl3。M中鉻元素化合價為＋3，化學(xué)方程式為2CrCl2＋H2O2＋6NH3＋2NH4Cl2Cr(NH3)4Cl3＋2H2O