用部分风化的mathrm(H)_2mathrm(C)_2mathrm(O)_4cdot2mathrm(H)_2mathrm(O)标定mathrm(NaOH)溶液浓度,再用此mathrm(NaOH)溶液测定某有机酸的摩尔质量,结果将( )A. 偏低B. 偏高C. 无影响D. 无法判断
A. 偏低
B. 偏高
C. 无影响
D. 无法判断
题目解答
答案
解析
本题考查酸碱滴定中基准物质风化对测定结果的影响,解题的关键在于分析部分风化的$\mathrm{H}_2\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4\cdot2\mathrm{H}_2\mathrm{O}$标定$\mathrm{NaOH}$溶液浓度时的误差情况,以及该误差如何影响后续测定有机酸摩尔质量的结果。
1. 分析部分风化的$\mathrm{H}_2\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4\cdot2\mathrm{H}_2\mathrm{O}$对$\mathrm{NaOH}$溶液浓度标定的影响
$\mathrm{H}_2\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4$与$\mathrm{NaOH}$发生中和反应,化学方程式为:$\mathrm{H}_2\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4 + 2\mathrm{NaOH} = \mathrm{Na}_2\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4 + 2\mathrm{H}_2\mathrm{O}$。
根据反应的化学计量关系可知,$n(\mathrm{NaOH}) = 2n(\mathrm{H}_2\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4)$,则$\mathrm{NaOH}$溶液浓度的计算公式为$c(\mathrm{NaOH})=\frac{2m(\mathrm{H}_2\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4\cdot2\mathrm{H}_2\mathrm{O})}{M(\mathrm{H}_2\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4\cdot2\mathrm{H}_2\mathrm{O})V(\mathrm{NaOH})}$,其中$m(\mathrm{H}_2\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4\cdot2\mathrm{H}_2\mathrm{O})$是称取的$\mathrm{H}_2\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4\cdot2\mathrm{H}_2\mathrm{O}$的质量,$M(\mathrm{H}_2\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4\cdot2\mathrm{H}_2\mathrm{O})$是$\mathrm{H}_2\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4\cdot2\mathrm{H}_2\mathrm{O}$的摩尔质量,$V(\mathrm{NaOH})$是滴定消耗$\mathrm{NaOH}$溶液的体积。
部分风化的$\mathrm{H}_2\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4\cdot2\mathrm{H}_2\mathrm{O}$失去了部分结晶水,使得相同质量的样品中$\mathrm{H}_2\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4$的实际物质的量比未风化时多。但在计算时,我们仍然按照未风化的$M(\mathrm{H}_2\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4\cdot2\mathrm{H}_2\mathrm{O})$来计算$n(\mathrm{H}_2\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4)$,导致计算出的$n(\mathrm{H}_2\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4)$比实际值偏小。
根据$c(\mathrm{NaOH})=\frac{2n(\mathrm{H}_2\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4)}{V(\mathrm{NaOH})}$,$n(\mathrm{H}_2\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4)$偏小,会使计算出的$c(\mathrm{NaOH})$比实际值偏大。
2. 分析标定结果对测定有机酸摩尔质量的影响
用上述标定的$\mathrm{NaOH}$溶液测定某有机酸(设有机酸为$\mathrm{HA}$)的摩尔质量,反应方程式为$\mathrm{HA}+\mathrm{NaOH}=\mathrm{NaA}+\mathrm{H}_2\mathrm{O}$,则$n(\mathrm{HA}) = n(\mathrm{NaOH})$,有机酸摩尔质量的计算公式为$M(\mathrm{HA})=\frac{m(\mathrm{HA})}{n(\mathrm{NaOH})}=\frac{m(\mathrm{HA})}{c(\mathrm{NaOH})V(\mathrm{NaOH})}$,其中$m(\mathrm{HA})$是称取的有机酸的质量,$V(\mathrm{NaOH})$是滴定消耗$\mathrm{NaOH}$溶液的体积。
由于前面标定得到的$c(\mathrm{NaOH})$比实际值偏大,在计算$M(\mathrm{HA})$时,代入偏大的$c(\mathrm{NaOH})$,会使计算出的$M(\mathrm{HA})$比实际值偏大,即结果偏高。