Question

【題目】水中溶氧量(DO)是衡量水體自凈能力的一個指標，通常用每升水中溶解氧分子的質量表示，單位mg·L-1，我國《地表水環境質量標準》規定，生活飲用水源的DO不能低于5mg·L-1。某化學小組同學設計了下列裝置(夾持裝置略)，測定某河水的DO。

Ⅰ.測定原理：

堿性條件下，O2將Mn2+氧化為MnO(OH)2：①2Mn2++O2+4OH-=2MnO(OH)2↓，酸性條件下，MnO(OH)2將I-氧化為I2：②MnO(OH)2+I-+H+→Mn2++I2+H2O(未配平)，用Na2S2O3標準溶液滴定生成的I2，③2S2O32-+I2=S4O62-+2I-

Ⅱ.測定步驟

a.安裝裝置，檢驗氣密性，充N2排盡空氣后，停止充N2。

b.向A中加入200mL水樣

c.向A中依次迅速加入1mLMnSO4無氧溶液(過量)，2mL堿性KI無氧溶液(過量)，開啟攪拌器，至反應①完全。

d.攪拌并向A中加入2mL硫酸無氧溶液至反應②完全，溶液為中性或弱酸性。

e.從A中取出40.00mL溶液，以淀粉作指示劑，用0.01000mol·L-1Na2S2O3溶液進行滴定，記錄數據。

f.重復步驟e的操作2～3次

g.處理數據(忽略氧氣從水樣中的溢出量和加入試劑后水樣體積的變化)。

回答下列問題：

(1)儀器A的名稱為___。

(2)配置以上無氧溶液時，除去所用溶劑水中氧的簡單操作為___。

(3)配平反應②的方程式。___MnO(OH)2+___I-+___H+→___Mn2++___I2+___H2O

(4)步驟e中達到滴定終點的現象為___。

(5)若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50mL，水樣的DO=___mg/L(保留一位小數)。

Answer 1

【答案】三頸燒瓶(三頸圓底燒瓶、三口燒瓶、三口瓶) 將溶劑水煮沸后冷卻 1 2 4 1 1 3 溶液藍色褪去且半分鐘內不變色 9.0

【解析】

(1)根據裝置圖判斷儀器A的名稱；

(2)配制以上無氧溶液時需要通過煮沸溶液把溶劑中溶解的氧氣趕出；

(3)MnO(OH)2+I-+H+→Mn2++I2+H2O，反應中碘元素化合價-1價變化為0價，錳元素化合價降低+4價變化為+2價，電子轉移總數2，結合原子守恒配平離子方程式；

(4)用Na2S2O3標準溶液滴定生成的I2發生反應2S2O32-+I2═S4O62-+2I-，指示劑為淀粉；

(5)2Mn2++O2+4OH-═2MnO(OH)2↓，MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O，2S2O32-+I2═S4O62-+2I-，根據得到的定量關系計算水樣中的DO；

(1)根據裝置圖，儀器A的名稱是三頸燒瓶；

(2)溶液中氧氣溶解度不大，且隨溫度升高溶解度減小，所以除去所用溶劑水中氧時需要通過煮沸后冷卻，把溶劑水中溶解的氧氣趕出得到；

(3)MnO(OH)2+I-+H+→Mn2++I2+H2O，反應中碘元素化合價-1價變化為0價，錳元素化合價降低+4價變化為+2價，電子轉移總數2，配平得到離子方程式為：MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O；

(4)用Na2S2O3標準溶液滴定生成的I2發生反應2S2O32-+I2═S4O62-+2I-，以淀粉作指示劑，隨硫代硫酸鈉溶液滴入，滴定過程中滴入最后一滴溶液藍色變化為無色且半分鐘不變，說明反應達到終點；

(5)滴定消耗Na2S2O3溶液4.50mL，根據2Mn2++O2+4OH-═2MnO(OH)2↓，MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O，2S2O32-+I2═S4O62-+2I-，得到定量關系為：

可得n(O2)=1.125×10-5mol，200mL水樣中含氧氣的物質的量1.125×10-5mol×=5.625×10-5mol，氧氣濃度==2.8125×10-4mol/L，水中溶氧量(DO)=2.8125×10-4mol/L×32g/mol≈9.0mg/L。