Question

化學(xué)需氧量（COD）常作為衡量水體中有機(jī)物含量多少的指標(biāo)．某化學(xué)課外小組的同學(xué)擬采用堿性高錳酸鉀溶液測定某海水試樣的COD，實(shí)驗(yàn)流程如下：

已知：①弱堿性條件下MnO₄^-被還原性物質(zhì)還原為MnO₂
②10I^-+2MnO₄^-+16H⁺=5I₂+2Mn²⁺+8H₂O
③2S₂O₃^2-+I₂=2I^-+S₄O₆^2-
（1）測定海水試樣的COD，采用堿性高錳酸鉀溶液而不采用酸性高錳酸鉀溶液，其可能原因是

 

．
（2）氧化后的水樣煮沸后，需冷卻并在暗處再加入KI和硫酸，需在暗處的原因是

 

．用Na₂S₂O₃，標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，終點(diǎn)時(shí)溶液顏色的變化是

 

．
（3）滴定到終點(diǎn)時(shí)消耗Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00mL．根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算海水試樣的COD（用每升水樣相當(dāng)于消耗多少毫克O₂表示，單位：mg?L^-1）（寫出計(jì)算過程）．

Answer 1

考點(diǎn)：中和滴定

專題：

分析：（1）在酸性條件下，海水中氯離子能被高錳酸根離子氧化生成氯氣；
（2）根據(jù)碘易升華；根據(jù)淀粉遇碘變藍(lán)色，達(dá)到滴定終點(diǎn)藍(lán)色褪色，
（3）根據(jù)反應(yīng)10I^-+2MnO₄^-+16H⁺=5I₂+2Mn²⁺+8H₂O、2S₂O₃^2-+I₂=2I^-+S₄O₆^2-，關(guān)系式為：2MnO₄^-～5I₂～10Na₂S₂O₃，先求出水樣中氧化碘離子的高錳酸鉀，再求出氧化水中還原性物質(zhì)的高錳酸鉀，根據(jù)電子守恒求出試樣的COD．

解答： 解：（1）在酸性條件下，海水中氯離子能被高錳酸根離子氧化生成氯氣，而在堿性條件下不能將氯離子氧化；
故答案為：海水中含有氯離子，氯離子能被高錳酸根離子氧化生成氯氣；根據(jù)滴定前溶液為無色，滴定結(jié)束后，碘單質(zhì)使淀粉變藍(lán)，判斷達(dá)到終點(diǎn)時(shí)溶液顏色變化；
（2）碘易升華，一旦受熱，見光易揮發(fā)；溶液中有碘，加入淀粉溶液呈藍(lán)色，碘與亞硫酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)，藍(lán)色褪去，
故答案為：防止生成的單質(zhì)碘受熱，見光易揮發(fā)；當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏瘟虼�硫酸鈉溶液時(shí)，溶液藍(lán)色褪去，半分鐘內(nèi)不變色；
（3）n（Na₂S₂O₃）=0.0100mol?L^-1×10.00×10^-3L=1.000×10^-4mol，
關(guān)系式為：2MnO₄^-～5I₂～10Na₂S₂O₃，
          2          10
      n（MnO₄^-）      1.000×10^-4mol
n（MnO₄^-）=

1

5

n（I₂）=2.000×10^-5mol
則氧化水樣中的還原性物質(zhì)消耗的n（KMnO₄）=0.1000mol?L^-1×10.00mL×10^-3L-2.000×10^-5mol=9.800×10^-4mol；
由于KMnO₄氧化海水中還原性物質(zhì)時(shí)，MnO₄^-還原為MnO₂，根據(jù)電子守恒，相當(dāng)于n（O₂）的物質(zhì)的量為：4×n（O₂）=3×9.800×10^-4mol，n（O₂）=7.350×10^-4mol；
m（O₂）=32g?mol^-1×7.350×10^-4mol=2.352×10^-2g=23.52mg，COD=23.52mg/0.1L=235.2mg?L^-1；
故答案為：235.2mg?L^-1；

點(diǎn)評：本題考查了水樣中氧氣含量的測定，涉及的內(nèi)容較多，本題難度較大，需要分析實(shí)驗(yàn)原理并聯(lián)系滴定知識合理完成，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力．