Question

【題目】檢驗甲醛含量的方法有很多，其中銀﹣Ferrozine法靈敏度較高。測定原理為甲醛把氧化銀還原成Ag，產生的Ag與Fe3＋定量反應生成Fe2+，Fe2+與菲洛嗪(Ferrozine)形成有色配合物，通過測定吸光度計算出甲醛的含量。某學習小組類比此原理設計如下裝置測定新裝修居室內空氣中甲醛的含量（夾持裝置略去）。

已知：甲醛能被銀氨溶液氧化生成CO2，氮化鎂與水反應放出NH3，毛細管內徑不超過1 mm。請回答下列問題：

(1)A裝置中反應的化學方程式為___________，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。關閉K1、K2，打開K3，打開______，使飽和食鹽水慢慢滴入圓底燒瓶中，當觀察到B中白色沉淀恰好完全溶解時，________。

(4)室內空氣中甲醛含量的測定。

①用熱水浴加熱B，打開K1，將滑動隔板慢慢由最右端抽到最左端，吸入1 L室內空氣，關閉K1；后續操作是______________；再重復上述操作3次。毛細管的作用是__________。

②向上述B中充分反應后的溶液中加入稀硫酸調節溶液pH=1，再加入足量Fe2(SO4)3溶液，充分反應后立即加入菲洛嗪，Fe2＋與菲洛嗪形成有色物質，在562 nm處測定吸光度，測得生成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 關閉K3和分液漏斗旋塞 打開K2，緩慢推動滑動隔板，將氣體全部推出，再關閉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反應產生Mg(OH)2和NH3，NH3通入到AgNO3溶液中首先反應產生AgOH白色沉淀，后當氨氣過量時，反應產生Ag(NH3)2OH，然后向溶液中通入甲醛，水浴加熱，發生銀鏡反應產生單質Ag和CO2氣體，產生的Ag與加入的Fe3＋定量反應生成Fe2+，Fe2＋與菲洛嗪形成有色物質，在562 nm處測定吸光度，測得生成Fe2＋1.12 mg，據此結合反應過程中電子守恒，可計算室內空氣中甲醛含量。

(1)Mg3N2與水發生鹽的雙水解反應產生Mg(OH)2和NH3，反應方程式為：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)根據儀器B的結構可知，儀器B的名稱為三頸燒瓶；

(3)銀氨溶液的制備：關閉K1、K2，打開K3，打開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，首先發生反應：Ag++NH3+H2O=AgOH↓+NH4+，后又發生反應：AgOH+2NH3 ·H2O=[ Ag(NH3)2] ++OH-+2H2O，當觀察到B中白色沉淀恰好完全溶解時，就得到了銀氨溶液，此時關閉K3和分液漏斗旋塞；

(4)①用熱水浴加熱B，打開K1，將滑動隔板慢慢由最右端抽到最左端，吸入1 L室內空氣，關閉K1；后續操作是打開K2，緩慢推動滑動隔板，將氣體全部推出，再關閉K2；再重復上述操作3次。毛細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生成銀，銀具有還原性，被Fe3+氧化，結合甲醛被氧化為CO2，氫氧化二氨合銀被還原為銀，甲醛中碳元素化合價0價變化為+4價，銀+1價變化為0價，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，物質的量n(Fe)==2×10-5 mol，根據氧化還原反應電子守恒計算，設消耗甲醛物質的量為x mol，則4x=2×10-5 mol×1，x=5×10-6 mol，因此實驗進行了4次操作，所以測得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。