【題目】Ⅰ.空白實驗分析是化學實驗中常用的一種方法,是指在不加樣品的情況下,用與測定樣品相同的方法、步驟進行定量分析,把所得結果作為空白值,從樣品的分析結果中扣除,這樣可以消除由于試劑不純或試劑干擾等所造成的系統(tǒng)誤差。

凱氏定氮法是經(jīng)典的測定化合物或混合物中總氮量的一種方法。某化學實驗小組成員想通過凱氏定氮法實驗測定某品牌化肥中的氮含量。

實驗流程如下:

步驟:①取10.00g化肥樣品溶于水,定容至100mL;

②在燒杯中加入10.00mL步驟①中得到化肥水溶液和輔助試劑,加熱使其充分反應;

③反應完畢,將反應液轉(zhuǎn)移到大試管中;

④按如下裝置用水蒸氣將NH3吹出,并用H3BO3溶液吸收(加熱裝置未畫出);

⑤取下錐形瓶,滴加指示劑,用0.2500mol·L1鹽酸標準液滴定;

⑥重復實驗操作。

數(shù)據(jù)記錄如下:

實驗編號

樣品和輔助試劑

消耗鹽酸體積(mL)

1

10.00mL溶液、0.1g催化劑、20mL濃硫酸

33.18

2

10.00mL溶液、0.1g催化劑、20mL濃硫酸

33.70

3

10.00mL溶液、0.1g催化劑、20mL濃硫酸

33.22

4

x

請回答下列問題:

(1)滴定時(NH4)2B4O7重新轉(zhuǎn)化為H3BO3,反應的化學方程式為______________;H3BO3為一元弱酸,在水中發(fā)生反應H3BO3+H2O[B(OH)4]+H。室溫下,pH相同的硼酸溶液、鹽酸中,水的電離程度__________(填前者大”、“后者大相同”);

(2)步驟④的實驗裝置中需要加熱的儀器是___________(填儀器名稱),長導管的作用是______________;

(3)編號為4的實驗應加入的樣品和輔助試劑為__________________________;

(4)計算該化肥中的氮含量為____/每千克化肥(含x代數(shù)式表示,要求化簡)。

Ⅱ.假設實驗分析法也是化學實驗常用的方法,以下實驗研究影響化學反應速率的因素。

(1)已知KHSO3KIO3反應的離子方程式為IO3-+3HSO3-==3SO42-+I-+3H+;一定量的KHSO3溶液與KIO3溶液在恒溫條件下混合,用速率檢測儀檢測出起始階段速率突然增大。對其原因提出如下假設,請完成假設2。

假設1:生成的SO42-對反應起催化作用;

假設2:___________________________;

(2)請設計實驗驗證上述假設1,完成下表中內(nèi)容。

實驗步驟

預期實驗現(xiàn)象和結論

在燒杯甲中將一定量的KHSO3溶液與KIO3溶液混合,用速率檢測儀測定起始階段速率v();

在燒杯乙中先加入少量______(填試劑),其他條件與甲完全相同,用速率檢測儀測定起始階段速率v()。

v()< (),則假設1成立

【答案】(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O=4H3BO3+2NH4Cl前者大圓底燒瓶作為安全管,平衡氣壓10.00mL蒸餾水、0.1g催化劑、20mL濃硫酸116.2-3.5x生成的I對反應起催化作用;或生成的H+對反應起催化作用K2SO4粉末或K2SO4固體

【解析】

.(1)硼的化合價未變化,發(fā)生類似復分解反應,反應方程式為(NH42B4O7+2HCl+5H2O=4H3BO3+2NH4Cl,H3BO3為一元弱酸,在水中發(fā)生反應H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+。pH相同的硼酸溶液、鹽酸中,由硼酸電離過程可知,硼酸結合水電離出的氫氧根離子,水電離出氫離子,促進了水的電離,而鹽酸中水的電離受到抑制,故答案為:(NH42B4O7+2HCl+5H2O=4H3BO3+2NH4Cl;前者大;

(2)加熱圓底燒瓶產(chǎn)生水蒸氣,進入試管中將生成的氨氣吹出;加熱產(chǎn)生水蒸氣,裝置內(nèi)壓強增加,長導管防止裝置中壓力過大而發(fā)生危險,冷卻時防止發(fā)生倒吸,起安全管作用,故答案為:圓底燒瓶;防止裝置中壓力過大而發(fā)生危險,防止冷卻時發(fā)生倒吸;

(3)依據(jù)編號1、2、3分析可知編號為4的實驗應加入的樣品和輔助試劑為10.00mL蒸餾水、0.1g催化劑、20mL濃硫酸,空白、等量對照使用目的是消除其他試劑、實驗操作等因素引起的誤差,故答案為:10.00mL蒸餾水、0.1g催化劑、20mL濃硫酸;

(4)2組實驗數(shù)據(jù)偏差較大,為離群值,應舍棄,則鹽酸的體積為-x)ml=(33.20-x)ml,由反應過程中的氮元素質(zhì)量守恒可得關系式:2N~(NH42B4O7~2HCl,化肥樣品中含氮元素的質(zhì)量:(33.20-x)×10-3×0.2500×14×g,則該化肥中的氮含量為(33.20-x)×10-3×0.2500×14××g/Kg=116.2-3.5x g/Kg,故答案為:116.2-3.5x。

. (1)根據(jù)影響反應速率的外界因素有濃度、溫度、催化劑等加以假設,而在本實驗中可能的原因為反應生成的I-對反應起催化作用,I-濃度越大反應速率越快或者反應生成的H+對反應起催化作用,H+濃度越大反應速率越快或者是反應放熱,隨著反應的進行,溫度升高,反應速率加快,故答案為:反應生成的I-對反應起催化作用(或反應生成的H+對反應起催化作用);

(2)設計實驗是為了驗證上述假設1,則應控制甲、乙兩燒杯中的SO42-濃度不同,故需要在乙燒杯中加入少量K2SO4粉末,故答案為:K2SO4粉末或K2SO4固體。

練習冊系列答案
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化學反應

焓變

平衡

常數(shù)

溫度/℃

500

700

800

2H2(g)CO(g)CH3OH(g)

ΔH1

K1

2.5

0.34

0.15

CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)

ΔH2

K2

1.0

1.70

2.52

CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)

ΔH3

K3

請回答下列問題:

1反應②是________(吸熱放熱”)反應。

2根據(jù)反應①與②可推導出K1、K2K3之間的關系,則K3________(K1、K2表示);根據(jù)反應③判斷ΔS________(“>”““<”)0,在________(較高較低”)溫度下有利于反應自發(fā)進行。

3要使反應③在一定條件下建立的平衡逆向移動,可采取的措施有________(填字母,后同)。

A.縮小反應容器的容積 B.增大反應容器的容積

C.升高溫度 D.使用合適的催化劑 E.從平衡體系中及時分離出CH3OH

4500 ℃時,測得反應③在某時刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度分別為0.1 mol·L1、0.8 mol·L1、0.3 mol·L1、0.15 mol·L1,則此時v()________v()(“>”““<”)。

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A

NH3

Cl2

N2

H2

B

C

SiO2

CO

CuO

C

Al(OH)3

NaOH溶液

NaAlO2溶液

CO2

D

乙醇乙酯

NaOH溶液

乙醇

乙酸

A. A B. B C. C D. D

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