Question

【題目】實驗室用下列方法測定某水樣中O2的含量。

（1）實驗原理

①用如圖所示裝置，使溶解在水中的O2在堿性條件下將Mn2+氧化成MnO(OH)2，反應的離子方程式為_____________________________。

②在酸性條件下，再用I-將生成的MnO(OH)2,還原為Mn2+,反應的離子方程式為_____________________________。然后用Na2S2O3標準溶液滴定生成的I2，反應方程式為I2+2 Na2S2O3=2Na1+Na2S4O6。

（2）實驗步驟

①打開止水夾a和b，從A處向裝置內鼓入過量N2，此操作的目的是___________________________；

②用注射器抽取某水樣20. 00mL從A處注入錐形瓶；

③再分別從A處注入含m mol NaOH溶液及過量的MnSO4溶液；

④完成上述操作后，關閉a、b，將錐形瓶中溶液充分振蕩；

⑤打開止水夾a、b,分別從A處注入足量NaI溶液及含n mol H2SO4的硫酸；

⑥重復④的操作；

⑦取下錐形瓶，向其中加入23滴_______作指示劑；

⑧用0.005 mol L -1 Na2S2O3溶液滴定至終點。滴定終點的現象是___________________________。

（3）數據分析

①若滴定過程中消耗的Na2S2O3標準溶液體積為3.90 mL，則此水樣中氧(O2)的含量為________ mg L-1。

②若未用Na2S2O3標準溶液潤洗滴定管，則測得水樣中O2的含量將_________ (填“偏大”“偏小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】 2 Mn2++O2+4OH-= MnO(OH)2+I2+3H2O MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O 排出裝罝內的空氣，避免空氣中的O2的干擾 淀粉溶液 滴最后一滴標準液，溶液恰好由藍色變為無色，且半分鐘內不恢復原色 7.8 偏大

【解析】（1）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；②在酸性條件下，再用I-將生成的MnO(OH)2,還原為Mn2+,而本身被氧化為碘單質，反應的離子方程式為：MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O；（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，避免干擾測定結果，故答案為：趕走裝置內空氣，避免空氣中的O2的干擾；⑦由于反應中有碘單質參與，利用碘遇到淀粉顯示藍色的特性，可以選用淀粉做指示劑；⑧用0.005 mol L -1 Na2S2O3溶液滴定至終點，碘消耗完，藍色褪去。滴定終點的現象是：滴最后一滴標準液，溶液恰好由藍色變為無色，且半分鐘內不恢復原色；（3）①發生的反應有：2Mn2++O2+4OH-=2 MnO(OH)2、MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O、I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O=，

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的量是：n（O2）=n（Na2S2O3）×=0.25×0.005molL-1×0.0039L×50=2.4375×10-4mol，

氧氣的質量為：2.4375×10-4mol×32g/mol=7.8mg，

此水樣中氧（O2）的含量為7.8mgL-1；

②若未用Na2S2O3 標準溶液潤洗滴定管，會導致標準液的濃度減小，消耗的標準液的體積增大，測定結果偏大。