Question

【題目】檢驗(yàn)甲醛含量的方法有很多，其中銀﹣Ferrozine法靈敏度較高。測(cè)定原理為甲醛把氧化銀還原成Ag，產(chǎn)生的Ag與Fe3＋定量反應(yīng)生成Fe2+，Fe2+與菲洛嗪(Ferrozine)形成有色配合物，通過(guò)測(cè)定吸光度計(jì)算出甲醛的含量。某學(xué)習(xí)小組類比此原理設(shè)計(jì)如下裝置測(cè)定新裝修居室內(nèi)空氣中甲醛的含量（夾持裝置略去）。

已知：甲醛能被銀氨溶液氧化生成CO2，氮化鎂與水反應(yīng)放出NH3，毛細(xì)管內(nèi)徑不超過(guò)1 mm。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________，用飽和食鹽水代替水制備NH3的原因是___________________。

(2)B中裝有AgNO3溶液，儀器B的名稱為________。

(3)銀氨溶液的制備。關(guān)閉K1、K2，打開(kāi)K3，打開(kāi)______，使飽和食鹽水慢慢滴入圓底燒瓶中，當(dāng)觀察到B中白色沉淀恰好完全溶解時(shí)，________。

(4)室內(nèi)空氣中甲醛含量的測(cè)定。

①用熱水浴加熱B，打開(kāi)K1，將滑動(dòng)隔板慢慢由最右端抽到最左端，吸入1 L室內(nèi)空氣，關(guān)閉K1；后續(xù)操作是______________；再重復(fù)上述操作3次。毛細(xì)管的作用是__________。

②向上述B中充分反應(yīng)后的溶液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH=1，再加入足量Fe2(SO4)3溶液，充分反應(yīng)后立即加入菲洛嗪，Fe2＋與菲洛嗪形成有色物質(zhì)，在562 nm處測(cè)定吸光度，測(cè)得生成Fe2+1.12 mg，空氣中甲醛的含量為____mg·L-1。

Answer 1

【答案】Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑ 飽和食鹽水可減緩生成氨氣的速率 三頸燒瓶(或三口燒瓶) 分液漏斗的活塞與旋塞 關(guān)閉K3和分液漏斗旋塞 打開(kāi)K2，緩慢推動(dòng)滑動(dòng)隔板，將氣體全部推出，再關(guān)閉K2 減小氣體的通入速率，使空氣中的甲醛氣體被完全吸收 0.0375

【解析】

在儀器A中Mg3N2與H2O反應(yīng)產(chǎn)生Mg(OH)2和NH3，NH3通入到AgNO3溶液中首先反應(yīng)產(chǎn)生AgOH白色沉淀，后當(dāng)氨氣過(guò)量時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生Ag(NH3)2OH，然后向溶液中通入甲醛，水浴加熱，發(fā)生銀鏡反應(yīng)產(chǎn)生單質(zhì)Ag和CO2氣體，產(chǎn)生的Ag與加入的Fe3＋定量反應(yīng)生成Fe2+，Fe2＋與菲洛嗪形成有色物質(zhì)，在562 nm處測(cè)定吸光度，測(cè)得生成Fe2＋1.12 mg，據(jù)此結(jié)合反應(yīng)過(guò)程中電子守恒，可計(jì)算室內(nèi)空氣中甲醛含量。

(1)Mg3N2與水發(fā)生鹽的雙水解反應(yīng)產(chǎn)生Mg(OH)2和NH3，反應(yīng)方程式為：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑；用飽和食鹽水代替水，單位體積溶液中水的含量降低，可減緩生成氨氣的速率；

(2)根據(jù)儀器B的結(jié)構(gòu)可知，儀器B的名稱為三頸燒瓶；

(3)銀氨溶液的制備：關(guān)閉K1、K2，打開(kāi)K3，打開(kāi)K3，分液漏斗的活塞與旋塞，使飽和食鹽水慢慢滴入圓底燒瓶中，首先發(fā)生反應(yīng)：Ag++NH3+H2O=AgOH↓+NH4+，后又發(fā)生反應(yīng)：AgOH+2NH3 ·H2O=[ Ag(NH3)2] ++OH-+2H2O，當(dāng)觀察到B中白色沉淀恰好完全溶解時(shí)，就得到了銀氨溶液，此時(shí)關(guān)閉K3和分液漏斗旋塞；

(4)①用熱水浴加熱B，打開(kāi)K1，將滑動(dòng)隔板慢慢由最右端抽到最左端，吸入1 L室內(nèi)空氣，關(guān)閉K1；后續(xù)操作是打開(kāi)K2，緩慢推動(dòng)滑動(dòng)隔板，將氣體全部推出，再關(guān)閉K2；再重復(fù)上述操作3次。毛細(xì)管的作用是減小氣體的通入速率，使空氣中的甲醛氣體被完全吸收。

②甲醛和銀氨溶液加熱反應(yīng)生成銀，銀具有還原性，被Fe3+氧化，結(jié)合甲醛被氧化為CO2，氫氧化二氨合銀被還原為銀，甲醛中碳元素化合價(jià)0價(jià)變化為+4價(jià)，銀+1價(jià)變化為0價(jià)，生成的銀又被鐵離子氧化，鐵離子被還原為亞鐵離子，生成亞鐵離子1.12 mg，物質(zhì)的量n(Fe)==2×10-5 mol，根據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒計(jì)算，設(shè)消耗甲醛物質(zhì)的量為x mol，則4x=2×10-5 mol×1，x=5×10-6 mol，因此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了4次操作，所以測(cè)得1 L空氣中甲醛的含量為1.25×10-6 mol，空氣中甲醛的含量為1.25×10-6 mol×30 g/mol×103 mg/g=0.0375 mg/L。