Question

17．Ba²⁺是一种重金属离子，有一环境监测小组欲利用Na₂S₂O₃、KI、K₂Cr₂O₇等试剂测定某工厂废水中Ba²⁺的浓度．
（1）现需配制250mL 0.100mol•L^-1的标准Na₂S₂O₃溶液，所需要的玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还需要胶头滴管、250mL容量瓶．
（2）配制上述溶液需准确称取Na₂S₂O₃固体的质量为4.0g．
（3）另取废水40.00mL，控制适当的酸度，加入足量的K₂Cr₂O₇溶液，得BaCrO₄沉淀，沉淀经洗涤、过滤后，用适量的稀盐酸溶解，此时CrO₄^2-全部转化为Cr₂O₇^2-；再加入过量KI溶液进行反应，然后在反应溶液中再滴加上述Na₂S₂O₃溶液，反应完全时，消耗Na₂S₂O₃溶液24.00mL．已知有关反应的离子方程式为：①Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺═2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；②I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-．试计算该工厂废水中Ba²⁺的物质的量浓度为多少？

Answer 1

分析 （1）根据用固体来配制一定物质的量浓度的溶液时的步骤是计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶等步骤来分析；
（2）根据250mL 0.100mol/L 标准Na₂S₂O₃溶液，利用n=cV来计算物质的量，再利用m=nM来计算其质量；
（3）由BaCrO₄沉淀、CrO₄^2-全部转化为Cr₂O₇^2-，Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺→2Cr³⁺+3I₂+7H₂O  I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-，得出废水中Ba²⁺与Na₂S₂O₃的关系，代入即可计算．

解答 解：（1）根据用固体来配制一定物质的量浓度的溶液时的步骤是计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶等步骤可知，现需配制250mL 0.100mol•L^-1的标准Na₂S₂O₃溶液，所需要的玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还需要胶头滴管、250mL容量瓶，故答案为：胶头滴管、250mL容量瓶；
（2）所需的Na₂S₂O₃的物质的量为0.25L×0.1mol/L=0.025mol，其质量为0.025mol×158g/mol=4.0，故答案为：4.0； 
（3）设Ba²⁺的物质的量为x，则根据相关反应可得以下关系式：
Ba²⁺～BaCrO₄～$\frac{1}{2}$Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$～$\frac{3}{2}$I₂～3S₂O${\;}_{3}^{2-}$
1　　　　　　　　　　　　　　　   3
x　　　　　　　　　　     0.024L×0.100mol•L^-1
故有：$\frac{1}{x}=\frac{3}{0.0024}$
解得：x=8.0×10^-4mol，故
c（Ba²⁺）=$\frac{8×1{0}^{-4}mol}{0.04L}$=0.020mol•L^-1．
答：溶液中钡离子的物质的量浓度为0.02mol/L．

点评 本题考查溶液的配置、物质的量的计算及利用关系法来计算废水中离子的浓度，明确离子的关系是解答本题的关键，（3）是学生解答的难度和易错点．