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+2Na2S2O32NaI+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20.00 mL從A處注入錐形瓶；

③再分別從A處注入含mmol 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溶液及一定濃度的硫酸(含H2SO4nmol)；

⑥重復④的操作；

⑦取下錐形瓶，向其中加入2～3滴__________作指示劑；

⑧用0.005 mol·L-1Na2S2O3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”)。

③實驗要求加入適量的H2SO4使溶液接近中性，其原因是__________________。

Answer 1

【答案】 2Mn2++O2+4OH-2MnO(OH)2 MnO(OH)2+2I-+4H+Mn2++I2+3H2O 排出裝置內的空氣，避免空氣中O2的干擾 淀粉溶液 滴入最后一滴標準液，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 若堿過量，則MnO(OH)2不能全部轉變為Mn2+，而酸過量時，滴定過程中Na2S2O3可與酸反應

【解析】試題分析：（1）① O2與Mn2+反應生成MnO(OH)2，根據得失電子守恒、電荷守恒配平方程式；I-與MnO(OH)2反應生成Mn2+和碘單質，根據得失電子守恒、電荷守恒配平方程式；（2）① 裝置內的空氣中含有氧氣干擾實驗；⑦根據反應中有碘單質參與，利用淀粉遇碘單質變藍的性質，選擇淀粉作指示劑；⑧滴定終點時碘單質完全被消耗，溶液由藍色變為無色；（3）①根據關系式2Na2S2O3I2 MnO(OH)2 O2計算水樣中O2的含量；②若未用Na2S2O3標準溶液潤洗滴定管，Na2S2O3的濃度偏小，消耗Na2S2O3的體積偏大；③若堿過量，則MnO(OH)2不能全部轉變為Mn2+，而酸過量時，滴定過程中Na2S2O3可與酸反應。

解析：（1）① O2與Mn2+反應生成MnO(OH)2，根據得失電子守恒、電荷守恒配平方程式得2Mn2++O2+4OH-2MnO(OH)2；I-與MnO(OH)2反應生成Mn2+和碘單質，根據得失電子守恒、電荷守恒配平方程式得MnO(OH)2+2I-+4H+Mn2++I2+3H2O；（2）① 裝置內的空氣中含有氧氣，從A處向裝置內鼓入過量N2的目的是排出裝置內的空氣，避免空氣中O2的干擾；⑦根據反應中有碘單質參與，利用淀粉遇碘單質變藍的性質，選擇淀粉作指示劑；⑧滴定終點時碘單質完全被消耗，滴定終點的現象是滴入最后一滴標準液，溶液恰好由藍色變為無色，且半分鐘內不恢復原色；

（3）① 設1000mL水樣中含有氧氣n mol

根據關系式2Na2S2O3I2 MnO(OH)2 O2 ；

n (I2)= = mol， O2的質量是7.8mg；所以氧氣的含量是7.8mg·L-1；②若未用Na2S2O3標準溶液潤洗滴定管，Na2S2O3的濃度偏小，消耗Na2S2O3的體積偏大，所以測得水樣中O2的含量將偏大；③若堿過量，則MnO(OH)2不能全部轉變為Mn2+，而酸過量時，滴定過程中Na2S2O3可與酸反應。