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19.水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标,通常用每升水中溶解氧分子的质量表示,单位mg•L-1.我国《地表水环境质量标准》规定,生活饮用水源的DO不能低于5mg•L-1.某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略),测定某河水的DO.
Ⅰ.测定原理:
碱性条件下,O2将Mn2+氧化为MnO(OH)2:①2Mn2++O2+4OH-═2MnO(OH)2
酸性条件下,MnO(OH)2将I-氧化为I2:②MnO(OH)2+I-+H+→Mn2++I2+H2O(未配平)
用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2;③2S2O32-+I2═S4O62-+2I-
Ⅱ.测定步骤:
a.安装装置,检验气密性,充N2排尽空气后,停止充N2
b.向烧瓶中加入200mL水样.
c.向烧瓶中依次迅速加入1mL MnSO4无氧溶液(过量)、2mL碱性KI无氧溶液(过量)开启搅拌器,至反应①完全.
d.搅拌并向烧瓶中加入2mL H2SO4无氧溶液,至反应②完全,溶液为中性或弱酸性.
e.从烧瓶中取出40.00mL溶液,以淀粉作指示剂,用0.01000mol•L-1 Na2S2O3溶液进行滴定,记录数据.f…
g.处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化).
回答下列问题:
(1)配制以上无氧溶液时,除去所用溶剂水中氧的简单操作为将溶剂水煮沸后冷却.
(2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是②.
    ①滴定管     ②注射器    ③量筒
(3)搅拌的作用是使溶液混合均匀,快速完成反应.
(4)配平反应②的方程式,其化学计量数依次为1,2,4,1,1,3.
(5)步骤f为重复步骤e的操作2-3次.
(6)步骤e中达到滴定终点的标志为溶液蓝色褪去且半分钟内不变化.若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50mL,水样的DO=9.0mg•L-1(保留一位小数).作为饮用水源,此次测得DO是否达标:是(填“是”或“否”)
(7)步骤d中加入H2SO4溶液反应后,若溶液pH过低,滴定时会产生明显的误差,写出产生此误差的原因(用离子方程式表示,至少写出2个)2H++S2O32-=S↓+SO2↑+H2O,SO2+I2+2H2O=4H++SO42-+2I-,4H++4I-+O2=2I2+2H2O.

分析 (1)配制以上无氧溶液时需要通过煮沸溶液把溶剂中溶解的氧气赶出;
(2)加入水样需要避免空气进入三颈瓶,橡皮塞处用注射器把水样注入;
(3)搅拌的作用是混合均匀反应充分;
(4)MnO(OH)2+I-+H+→Mn2++I2+H2O,反应中碘元素化合价-1价变化为0价,锰元素化合价降低+4价变化为+2价,电子转移总数2,结合原子守恒配平离子方程式;
(5)为减少实验过程中的误差,滴定实验应重复进行滴定实验测定数值,取几次的平均值计算;
(6)用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2发生反应2S2O32-+I2═S4O62-+2I-,指示剂为淀粉,随滴入溶液反应溶液蓝色变化为无色且半分钟不变说明反应达到终点;用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2发生反应2S2O32-+I2═S4O62-+2I-,以淀粉作指示剂,随硫代硫酸钠溶液滴入,滴定过程中滴入最后一滴溶液蓝色变化为无色且半分钟不变说明反应达到终点,若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50mL,2Mn2++O2+4OH-═2MnO(OH)2↓,MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O,2S2O32-+I2═S4O62-+2I-,得到定量关系计算得到水样中的DO,注意溶液体积的变化;
(7)硫代硫酸钠在酸性条件下发生歧化反应,生成的二氧化硫也能够被生成的碘氧化,同时空气中的氧气也能够将碘离子氧化.

解答 解:(1)溶液中氧气溶解度不大,且随温度升高溶解度减小,所以配制以上无氧溶液时需要通过煮沸溶剂后冷却,把溶剂水中溶解的氧气赶出得到,
故答案为:将溶剂水煮沸后冷却;
(2)加入水样需要避免空气进入三颈瓶,橡皮塞处用中注射器把水样注入,在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是②,滴定管和量筒无法实现加入水样的目的,
故答案为:②;
(3)操作步骤中搅拌的作用是使溶液混合均匀,快速完成反应,
故答案为:使溶液混合均匀,快速完成反应;
(4)MnO(OH)2+I-+H+→Mn2++I2+H2O,MnO(OH)2+I-+H+→Mn2++I2+H2O,反应中碘元素化合价-1价变化为0价,锰元素化合价降低+4价变化为+2价,电子转移总数2,配平得到离子方程式为:MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O,
故答案为:1,2,4,1,1,3;
(5)为减少实验过程中的误差,滴定实验应重复进行滴定实验测定数值,取几次的平均值计算,步骤f为重复步骤e的操作2-3次,
故答案为:重复步骤e的操作2-3次;
(6)用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2发生反应2S2O32-+I2═S4O62-+2I-,以淀粉作指示剂,随硫代硫酸钠溶液滴入,滴定过程中滴入最后一滴溶液蓝色变化为无色且半分钟不变说明反应达到终点,若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50mL,2Mn2++O2+4OH-═2MnO(OH)2↓,MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O,2S2O32-+I2═S4O62-+2I-,得到定量关系为:
O2~2MnO(OH)2~2I2~4S2O32-
1                     4
n                  0.0045L×0.01000mol•L-1
n=1.12×10-5mol,
200mL水样中含氧气1.12×10-5mol×$\frac{200}{40}$=5.6×10-5mol
氧气浓度=$\frac{5.6×1{0}^{-5}mol}{0.2L}$=2.8×10-4mol/L,
水中溶氧量(DO)=2.8×10-4mol/L×32g/mol=8.96×10-3g/L≈9.0mg/L>5 mg/L,生活饮用水源的DO不能低于5mg•L-1.则此水样符合标准,
故答案为:溶液蓝色褪去且半分钟内不变化;9.0;是;
(7)硫代硫酸钠在酸性条件下发生歧化反应,生成的二氧化硫也能够被生成的碘氧化,同时空气中的氧气也能够将碘离子氧化,反应的离子方程式分别为:2H++S2O32-=S↓+SO2↑+H2O;SO2+I2+2H2O=4H++SO42-+2I-;4H++4I-+O2=2I2+2H2O,
故答案为:2H++S2O32-=S↓+SO2↑+H2O,SO2+I2+2H2O=4H++SO42-+2I-,4H++4I-+O2=2I2+2H2O.

点评 本题考查了物质含量的测定、滴定实验及其计算的相关知识、氧化还原反应电子守恒应用,主要是实验基本操作、滴定实验的步骤、水样DO的计算应用,掌握基础是解题关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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1.特殊方程式的书写:
(1)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1:1.写出该反应的化学方程式:4KClO3$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$KCl+3KClO4
(2)PF5极易水解,其产物为两种酸,写出PF5水解的化学方程式:PF5+4H2O═H3PO4+5HF.
(3)MnO2可与KOH和KClO3在高温条件下反应,生成K2MnO4,反应的化学方程式为3MnO2+6KOH+KClO3 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3K2MnO4+KCl+3H2O.
(4)(CN)2称为拟卤素,性质与卤素类似,其与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为2NaOH+(CN)2=NaCN+NaCNO+H2O.

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2.等体积的HnRO3和Hn+1RO4两种酸分别与等量的NaOH溶液恰好中和成正盐,则两种酸的物质的量浓度比为(  )
A.1:1B.n:(n+1)C.1:(n+1)D.(n+1):n

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

7.以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象,探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性.
实验试剂现象
滴管试管
 
 
0.2 mol•L-1 Na2SO3溶液饱和Ag2SO4溶液Ⅰ.产生白色沉淀
0.2 mol•L-1 CuSO4Ⅱ.溶液变绿,继续滴加产生棕黄色沉淀
0.1 mol•L-1 Al2(SO43溶液Ⅲ.开始无明显变化,继续滴加产生白色沉淀
(1)经检验,现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3.用离子方程式解释现象Ⅰ:2Ag++SO32-=Ag2SO3↓.
(2)经检验,现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含SO42-,含有Cu+、Cu2+和SO32-
已知:Cu+$\stackrel{稀硫酸}{→}$Cu+Cu2+,Cu2+$\stackrel{I-}{→}$CuI↓(白色)+I2
①用稀硫酸证实沉淀中含有Cu+的实验现象是析出红色固体.
②通过下列实验证实,沉淀中含有Cu2+和SO32-

a.白色沉淀A是BaSO4,试剂1是HCl和BaCl2溶液.
b.证实沉淀中含有Cu2+和SO32-的理由是在I-的作用下,Cu2+转化为白色沉淀CuI,SO32-转化为SO42-
(3)已知:Al2(SO33在水溶液中不存在.经检验,现象Ⅲ的白色沉淀中无SO42-,该白色沉淀既能溶于强酸,又能溶于强碱,还可使酸性KMnO4溶液褪色.
①推测沉淀中含有亚硫酸根和Al(OH)3
②对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设:i.被Al(OH)3所吸附;ii.存在于铝的碱式盐中.对假设ii设计了对比实验,证实了假设ii成立.
a.将对比实验方案补充完整.
步骤一:
步骤二:(按图形式呈现).
b.假设ii成立的实验证据是V1明显大于V2
(4)根据实验,亚硫酸盐的性质有溶解性、还原性、在水溶液中呈碱性.盐溶液间反应的多样性与两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件有关.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.下列叙述正确的是(  )
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C.原电池中发生的反应达平衡时,该电池仍有电流产生
D.在同浓度的盐酸中,ZnS可溶而CuS不溶,说明CuS的溶解度比ZnS的小

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4.下列说法不正确的是(  )
A.储热材料是一类重要的存储物质,单位质量的储热材料在发生熔融或结晶时会吸收或释放较大的热量
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11.已知两个羟基连在同一个碳原子上的结构不稳定,某醇在适当条件下与足量的乙酸发生酯化反应,得到的酯的相对分子质量a与该醇的相对分子质量b的关系是a=b+84,下列有关该醇应该具有的结构特点的描述正确的是(  )
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8.制备(NH42Fe(SO42•6H2O的实验中,需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理.常温下,分别取母液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是(  )
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B.加入过量NaClO溶液:NH4+、Fe2+、H+、SO42-、ClO-
C.加入过量NaOH溶液:Na+、Fe2+、NH4+、SO42-、OH-
D.加入过量NaClO溶液和NaOH的混合溶液:Na+、SO42-、Cl-、ClO-、OH-

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.向5.8g某饱和一元醛中加入足量的银氨溶液,在一定条件下充分反应后析出21.6g银,该醛是(  )
A.CH3CHOB.CH3CH2CHOC.CH3COCH3D.CH3CH2CH2CHO

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