问题 实验题

(13分)实验室用下列方法测定某水样中O2的含量。

(1)实验原理

用如图所示装置,使溶解在水中的O2在碱性条件下将Mn2+氧化成MnO(OH)2,反应的离子方程式为                            

再用I-将生成的MnO(OH)2再还原为Mn2+,反应的离子方程式为: MnO(OH)2+2I+4H+=Mn2++I2+3H2O。

然后用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2,反应方程式为: I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6

(2)实验步骤

①打开止水夹a 和b,从A 处向装置内鼓入过量N2,此操作的目的是          

②用注射器抽取某水样20.00 mL从A 处注入锥形瓶;

③再分别从A 处注入含m mol NaOH溶液及过量的MnSO4 溶液;

④完成上述操作后,关闭a、b,将锥形瓶中溶液充分振荡;

⑤打开止水夹a、b,分别从A 处注人足量NaI溶液及含n mol H2SO4的硫酸溶液;

⑥重复④的操作。

⑦取下锥形瓶,向其中加入2~3滴      作指示剂;

⑧用0.005 mol · L—1Na2S2O3滴定至终点。

(3)数据分析

①若滴定过程中消耗的Na2S2O3标准溶液体积为3.90 mL,则此水样中氧(O2)的含量为     (单位:mg·L—1)。

②若未用Na2S2O3标准溶液润洗滴定管,则测得水样中O2的含量将     (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

③实验要求加入适量的H2SO4使溶液接近中性,其原因是     

答案

(1)2Mn2++O2+4OH-=2MnO(OH)

(2)①赶走装置内空气,避免空气中的O2的干扰   ⑦淀粉溶液

(3)①7.8mg·L—1 (3分)    ②偏大  

③若碱过量,则Mn(OH)2不能全部转变为Mn2+,而酸过量时,滴定过程中Na2S2O3可与酸反应

(1)注意从题给条件中挖掘信息:反应物有O2、OH-(在碱性条件下)、Mn2+,发生氧化还原反应,生成MnO(OH)2,利用化合价升降相等配平O2、Mn2+、MnO(OH)2系数,再利用电荷守恒配平OH-的系数,最后可用原子守恒检查方程式的配平是否正确;

(2)①—④完成后,发生2Mn2++O2+4OH-=2MnO(OH)

⑤—⑥完成后,发生MnO(OH)2+2I+4H+=Mn2++I2+3H2O,

⑦—⑧完成后,发生I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6,故⑦中淀粉做指示剂,颜色变化为蓝色变无色

(3)①根据(1)中的三个方程式,可以看出物质间的定量关系:

O2 →2 MnO(OH)2 → 2 I2 → 4 Na2S2O3

即该题的思路是利用Na2S2O3溶液定量测定某水样中O2的含量;

O2  →→→→ 4 Na2S2O3

1             4

n(O2)    0.005 mol · L—1×(3.90×10-3)L=1.95×10-5 mol

则n(O2)= 1.95×10-5 mol÷4=4.875×10-6 mol

此水样中氧(O2)的含量为[(4.875×10-6 mol)×32g.mol-1×1000mg.g-1]/0.02L=7.8mg·L—1

②“若未用Na2S2O3标准溶液润洗滴定管”,则C(Na2S2O3)减小,V(Na2S2O3)增大即滴定管的读数增大,所以n(O2)增大,故测得水样中O2的含量将偏大;

选择题
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