Question

13．實驗室用下列方法測定某水樣中O₂的含量．

（1）用如圖1所示裝置，c是長橡膠管．使水中溶解的O₂在堿性條件下將Mn²⁺氧化成MnO（OH）₂，反應的離子方程式為2Mn²⁺+O₂+4OH^-=2MnO（OH）₂．
①打開止水夾a和b，從A處向裝置內(nèi)鼓入過量N₂，此操作的目的趕走裝置內(nèi)空氣，避免空氣中的O₂的干擾．
②用注射器抽取20.00mL某水樣從A處注入錐形瓶．
③再分別從A處注入含m mol NaOH的溶液及過量的MnSO₄溶液．
④完成上述操作后，下面應進行的操作是BC．
A．微熱錐形瓶       B．夾緊止水夾a、b     C．充分振蕩錐形瓶      D．繼續(xù)通入N₂
（2）用I^-將生成的MnO（OH）₂再還原為Mn²⁺，反應的離子方程式為：MnO（OH）₂+2I^-+4H⁺=Mn²⁺+I₂+3H₂O
⑤接著④操作后，分別從A處注入足量NaI溶液及含n mol H₂SO₄的硫酸溶液．
⑥重復第④步操作．
（3）用Na₂S₂O₃標準溶液滴定（2）中生成的I₂，反應方程式為：I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆
⑦取下錐形瓶，向其中加入2～3滴淀粉溶液作指示劑．
⑧用 0.005mol•L^-1 Na₂S₂O₃滴定至終點，終點現(xiàn)象最后一滴Na₂S₂O₃溶液滴入，溶液藍色消失且半分鐘內(nèi)不恢復．
（4）滴定過程中，滴定前后滴定管中的液面讀數(shù)如圖2所示．
⑨經(jīng)計算，此水樣中氧（O₂）的含量為（單位：mg•L^-1）9.4mg•L^-1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題中反應物和生成物，利用化合價升降相等配平；
（2）①測定的是水樣中氧氣含量，必須將裝置中的空氣趕走，避免干擾測定結(jié)果；
②④完成上述操作后，下面應進行的操作是夾緊止水夾a、b，充分振蕩錐形瓶，充分混合；
（3）⑦根據(jù)反應中有碘單質(zhì)參與，利用碘遇到淀粉顯示藍色的特性，使用淀粉做指示劑；
⑧滴定過程中和碘單質(zhì)反應反應終點的現(xiàn)象是藍色褪去且半分鐘不變；
（4）⑨根據(jù)反應原理找出反應的關系式，計算出試樣中的氧含量；

解答 解：（1）溶解在水中的O₂在堿性條件下將Mn²⁺氧化成MnO（OH）₂，錳元素化合價升高2價，氧氣化合價降低了4價，根據(jù)化合價升高降低相等配平反應的離子方程式為：2Mn²⁺+O₂+4OH^-=2MnO（OH）₂，
故答案為：2Mn²⁺+O₂+4OH^-=2MnO（OH）₂；
（2）①由于測定的是水樣中氧氣含量，必須將裝置中的空氣趕走，避免干擾測定結(jié)果，
故答案為：趕走裝置內(nèi)空氣，避免空氣中的O₂的干擾；
④完成上述操作后，下面應進行的操作是夾緊止水夾a、b，充分振蕩錐形瓶，故答案為：BC；
（3）⑦由于反應中有碘單質(zhì)參與，利用碘遇到淀粉顯示藍色的特性，可以選用淀粉做指示劑，
故答案為：淀粉溶液；
⑧用 0.005mol•L^-1 Na₂S₂O₃滴定至終點，終點現(xiàn)象是：最后一滴Na₂S₂O₃溶液滴入，溶液藍色消失且半分鐘內(nèi)不恢復，
故答案為：最后一滴Na₂S₂O₃溶液滴入，溶液藍色消失且半分鐘內(nèi)不恢復；
（4）⑨根據(jù)圖2所示，滴定前讀數(shù)為：1.50mL，滴定后為：6.2mL，消耗的硫代硫酸鈉溶液的體積為：6.20mL-1.50mL=4.7mL，
發(fā)生的反應有：2Mn²⁺+O₂+4OH^-=2MnO（OH）₂、MnO（OH）₂+2I^-+4H⁺=Mn²⁺+I₂+3H₂O、I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆，
氧氣反應的關系式為：O₂～2MnO（OH）₂～2I₂～4Na₂S₂O₃，
1000mL水樣中含有的氧氣的物質(zhì)的量是：n（O₂）=$\frac{1}{4}$n（Na₂S₂O₃）×$\frac{1000}{20}$=0.25×0.005mol•L^-1×0.0047L×50=2.9375×10^-4mol，
氧氣的質(zhì)量為：2.4375×10^-4mol×32g/mol=9.4mg，
此水樣中氧（O₂）的含量為9.4mg•L^-1，
故答案為：9.4mg•L^-1；

點評 本題考查了水樣中氧氣含量的測定，涉及的內(nèi)容較多，題目難度中等，需要分析實驗原理并聯(lián)系滴定知識合理完成，充分考查了學生的分析、理解能力．