Question

我國生活飲用水水質標準規定錳元素不得超過0.1mg/L．水體中的錳主要以Mn2+存在，可通過放大反應法測定自來水中Mn²⁺的含量，根據下列測定步驟回答問題．
步驟一：配制500mL0.10mol/L硫代硫酸鈉 （Na₂S₂O₃）標準溶液．
（1）需要稱取______g硫代硫酸鈉固體，配制過程中，必須用到的玻璃儀器有______，下列操作會使所配溶液濃度偏低的是______ （填下列選項的字母序號）．
A．稱取硫代硫酸鈉固體時，將硫代硫酸鈉固體放在托盤天平右盤
B．將燒杯中溶液轉移到容量瓶之前，容量瓶中有少量蒸餾水
C．未將洗滌燒杯內壁的溶液轉入容量瓶
D．定容時俯視刻度線
E．定容時，不小心加水超過刻度線，立即用膠頭滴管吸出多余的水
步驟二：取50.0mL自來水樣品放入錐形瓶中，加入適量H₂ SO₄酸化，然后加入過量的KIO₄，發生反應
2Mn²⁺+5IO₄^-+3H₂O═2MnO₄^-+5IO₃^-+6H⁺多余的KIO₄通過加入掩蔽劑來消除干擾．再加入足量的KI溶液，使之與上述反應生成的MnO₄^-，IO₃^-反應，制得待測液．
（2）加入足量的KI溶液時，發生反應的離子方程式分別是：2MnO₄^-+10I^-+16H⁺═2Mn²⁺+5I₂+8H₂ O、______
步驟三：用稀釋至0.0010mol/L的硫代硫酸鈉溶液滴定上述待測液，發生反應：I₂+2Na₂S₂O₃═2NaI+NaS₄O₆
達到滴定終點時消耗Na₂S₂O₃溶液12.00mL
（3）滴定操作時，用______作指示劑，達到滴定終點的現象為______，測得自來水樣品中錳元素的含量為______mg/L，該自來水不符合我國生活飲用水水質標準．

Answer 1

解：（1）n（Na₂S₂O₃）=0.5L×0.10mol/L=0.05mol，m（Na₂S₂O₃）=0.05mol×158g/mol=7.9g，
配制一定物質的量的濃度的溶液需要稱量、溶解、洗滌、移液、定容等操作，溶解需要燒杯、玻璃棒，定容需要膠頭滴管、需要500 mL容量瓶進行配制；
配制500ml 0.10mol/l：
A、應為藥品放在左盤，如放在右盤會導致藥品質量偏小；
B、容量瓶中的水不影響溶液的體積；
C、可造成溶質的損失；
D、可使實際容積偏低，濃度偏高；
E、可造成溶質的損失．
即會使所配溶液濃度偏低為ACE，故答案為：7.9；燒杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、膠頭滴管；ACE；
（2）IO₃^-離子具有氧化性，與I^-離子發生氧化還原反應生成I₂，反應的離子方程式為IO₃^-+5I^-+6H⁺═3I₂+3H₂O，
故答案為：IO₃^-+5I^-+6H⁺═3I₂+3H₂O；
（3）淀粉遇碘變藍色，達到滴定終點藍色褪色，如半分鐘不恢復說明達到滴定終點；
50.0mL自來水樣品中含有xmolMn²⁺離子，根據2Mn²⁺+5IO₄^-+3H₂O═2MnO₄^-+5IO₃^-+6H⁺，2MnO₄^-+10I^-+16H⁺═2Mn²⁺+5I₂+8H₂ O、
IO₃^-+5I^-+6H⁺═3I₂+3H₂O，則生成的MnO₄^-離子為xmol，IO₃^-離子為2.5xmol，生成的I₂為2.5x+2.5x×3=10xmol，根據I₂+2Na₂S₂O₃═2NaI+NaS₄O₆計算，
則有10x×2=0.0010mol/L×0.012L=1.2×10^-5mol，x=6×10^-7mol，則1L自來水中含有Mn²⁺離子的物質的量為20×6×10^-7mol=1.2×10^-5mol，
所以1L自來水中含有Mn²⁺離子的質量為1.2×10^-5mol×55g/mol=0.66×10^-3g，即0.66mg，
故答案為：淀粉溶液；溶液由藍色變為無色，且半分鐘不恢復； 0.66．
分析：（1）根據溶液中硫代硫酸鈉的物質的量及硫代硫酸鈉的摩爾質量計算所需質量；根據實驗操作步驟和實驗目的確定實驗所需儀器；根據，分析實驗操作對n和V的影響判斷實驗結果；
（2）IO₃^-離子具有氧化性，與I^-離子發生氧化還原反應生成I₂，以此書寫離子方程式；
（3）淀粉遇碘變藍色，達到滴定終點藍色褪色，根據氧化還原反應得失電子守恒和質量守恒計算錳元素的含量．
點評：本題考查溶液的配制及中和滴定問題，涉及物質的含量的測定，題目具有一定的難度，做題時注意根據質量守恒利用化學方程式計算．