环保检测中,有害气体的浓度常用1L有害气体的毫克值(mg/L)来表示,如对某气体样品中所含一氧化碳的浓度进行测定,其方法和实验步骤如下:
①首先将2.00L的气体样品通过盛有I2O5固体的加热管,反应后生成CO2和I2;
②用30.0mL 5.00×10-3mol/L的硫代硫酸钠溶液吸收所产生的碘,发生的反应为:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
③将②中溶液取出1/5,加入1.00mL 1.00×10-3mol/L碘水,正好将所取溶液中过量的硫代硫酸钠完全氧化.
(1)写出步骤①中CO通过盛I2O5加热管的有关反应化学方程式.
(2)计算样品中CO的浓度.
(1)CO与I2O5反应生成CO2和I2,碳元素化合价由+2价升高为+4价,共升高2价,碘元素化合价由+5价降低为0价,共降低10价,化合价升降最小公倍数为10,故CO系数为5,I2O5系数为1.由原子守恒可知CO2系数为5,I2系数为1,反应方程式为5CO+I2O5=5CO2+I2.
答:骤①中CO通过盛I2O5加热管的有关反应化学方程式5CO+I2O5=5CO2+I2.
(2)n(I2)=1.00×10-3L×1.00×10-3mol?L-1=1.00×10-6mol
设:1.00×10-6mol I2消耗Na2S2O3物质的量为x,则:
关系式:2Na2S2O3~I2.
2 mol 1mol
x 1.00×10-6mol
解得:x=2.00×10-6mol
CO还原出的I2消耗Na2S2O3的物质的量:n(Na2S2O3)=30.0×10-3L×5×10-3mol?L-1-2.00×10-6mol×5=1.40×10-4mol.设:CO的物质的量为y,则:
关系式:2Na2S2O3~I2~5CO
2mol 5mol
1.40×10-4mol y
解得:y=3.5×10-4mol
CO的浓度为
=4.9mg/L.3.5×10-4mol×28g/mol×103mg/g 2.00L
答:CO的浓度为4.9mg/L.