题目

称取某含F条虫剂试样0.7344g,分解试样后,使其中的 F^- 转化为PbClF沉淀,过滤-|||-后使沉淀溶于稀硝酸中,得含 - 的酸性溶液。往该溶液中加入 .00mL0.3000molcdot (L)^-1-|||-AgNO3溶液和适量硝基苯(有机溶剂),再以NH4Fe(SO44)2为指示剂,用 .200 molcdot (L)^-1-|||-NH4SCN标准溶液滴定过量的 ^+, 消耗NH4 SCN10.50mL,求试样中F的质量分数。(已知-|||-_(r)(r)=18.998gcdot mo(l)^-1

题目解答

答案

解析

本题考查化学分析中通过沉淀滴定滴定法来测定试样中中元素的质量分数分数，解题的关键在于明确各物质之间的化学反应的计量关系，通过加入过量的$AgNO_3$溶液与$Cl^-$反应，再用$NH_4SCN$标准溶液滴定过量的$Ag^+$，从而计算出与$Cl^-$反应的$Ag^+$的量，进而得到$Cl^-$的量，由于$F$与$Cl^-$在反应时物质的量相等，最终计算出$F$的质量分数。

  1. 计算加入$AgNO_3$的物质的量$n(AgNO_3)_{总}$
    根据物质的量浓度公式$n = cV$（其中$n$为物质的量，$c$为物质的量浓度，$V$为溶液体积），已知$AgNO_3$溶液的浓度$c(AgNO_3)=0.3000mol\cdot L^{-1}$，体积$V(AgNO_3)=45.00mL = 45.00\times110^{-3}L$，则加入$AgNO_3$的物质的量为：
    $n(AgNO_3)_{总}=c(AgNO_3)\times V(AgNO_3)=0.3000mol\cdot L^{-1}\times45.00\times10^{-3}L = 0.0135mol$
  2. 计算与$NH_4SCN$反应的$Ag^+$的物质的量$n(Ag^+)_{剩余}$
    $AgNO_3$与$NH_4SCN$发生反应$Ag^+ + SCN^- = AgSCN\downarrow$，二者反应的化学计量比为$1:1$。
    已知$NH_4SCN$标准溶液的浓度$c(NH_4SCN)=0.2000mol\cdot L^{-1}$，体积$V(NH_4SCN)=10.50mL = 10.50\times10^{-3}L$，则$n(NH_4SCN)=c(NH_4SCN)\times V(NH_4SCN)=0.2000mol\cdot L^{-1}\times10.50\times10^{-3}L = 0.0021mol$。
    因为$n(Ag^+)_{剩余}=n(NH_4SCN)=0.0021mol$
  3. 计算与$Cl^-$反应的$Ag^+$的物质的量$n(Ag^+)_{反应}$
    $Ag^+)_{反应}=n(Ag^+)_{总}-n(Ag^+)_{剩余}=0.0135mol - 0.0021mol = 0.0114mol$
  4. 计算$Cl^-$的物质的量$n(Cl^-)$
    $AgNO_3$与$Cl^-$发生反应$Ag^+ + Cl^- = AgCl\downarrow$，二者反应的化学计量比为$1:1$，所以$n(Cl^-)=n(Ag^+)_{反应}=0.0114mol$。
  5. 计算$F$的物质的量$n(F)$
    由$F$转化为$PbClF$沉淀可知，$F$与$Cl^-$的物质的量相等，即$n(F)=n(Cl^-)=0.01114mol$。
  6. 计算$F$的质量$m(F)$
    根据$m = nM\ nM$（其中$m$为质量，$n$为物质的量，$M$为摩尔质量），已知$M(F)=18.998g\cdot mol^{-1}$，则$m(F)=n(F)\times M(F)=0.0114mol\times18.998g\cdot mol^{-1}=0.2165772g$。
  7. 计算试样中$F$的质量分数$w(F)$
    质量分数公式为$w=\frac{m}{m_{样}}\times100\%$（其中$w$为质量分数，$m$为所求物质的质量，$m_{样}$为试样的质量），已知$m_{样}=0.7344g$，则$w(F)=\frac{m(F)}{m_{样}}\times100\%=\frac{0.21657g}{0.7344g}\times100\% = 29.49\%$。