Question

實驗室用下列方法測定某水樣中O₂的含量
（1）實驗原理
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MnOuOH）₂，再用I^-將生成的MnOuOH）₂再還原為Mn²⁺，反應的離子方程為：

 

，然后用Na₂S₂O₃標準溶液滴定生成的I₂
已知：
①Mn²⁺+O₂+4OH^-=2MnO（OH）₂
②I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆
③2S₂O

2- 3

+2H⁺=SO₂↑+S+H₂O
（2）實驗步驟
①打開止水夾a和b，從A處向裝置內鼓如過量N₂，此操作的目的是

 

②有注射器抽取某水樣20.00mL從A處注入錐形瓶
③在肺部從A處注入含mmolNaOH的溶液及過量MnSO₄溶液
④完成上述操作后，關閉a，b將錐形瓶中的溶液充分振蕩
⑤打開止水夾a，b分別從A處注入足量NaI溶液nmolH₂SO₄的硫酸溶液接近中性．
⑥重復④的操作
⑦去下錐形瓶向其中加入2-3滴

 

作指示劑
⑧用0.005mol．L^-1Na₂S₂O₃滴定至終點
（3）數據分析
①若在滴定過程中消耗的Na₂S₂O₃標準溶液體積為3.60mL，則此水樣中氧氣（O₂）的含量為

 

（單位mol．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

考點：探究物質的組成或測量物質的含量

專題：

分析：（1）根據題中反應物和生成物，利用化合價升降相等配平；
（2）①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；
⑦根據反應中有碘單質參與，利用碘遇到淀粉顯示藍色的特性，使用淀粉做指示劑；
（3）①根據反應原理找出反應的關系式，計算出試樣中的氧含量；
②滴定管沒有潤洗，導致標準液濃度減小，消耗的標準液體積變大，氧氣含量偏大；
③根據反應原理及硫代硫酸鈉能夠與酸反應分析．

解答： 解：（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，
故答案為：2Mn²⁺+O₂+4OH^-=2MnO（OH）₂；
（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，
故答案為：淀粉溶液；
（3）①發(fā)生的反應有：2Mn²⁺+O₂+4OH^-=2MnO（OH）₂、MnO（OH）₂+2I^-+4H⁺=Mn²⁺+I₂+3H₂O、I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆，
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）=

1

4

n（Na₂S₂O₃）×

1000

20

=0.25×0.005mol?L^-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7.8mg?L^-1，
故答案為：7.8mg?L^-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，
故答案為：偏大
③由于加入稀H₂SO₄使MnO（OH）₂充分轉化為Mn²⁺，但加入稀H₂SO₄的量時不宜過多，否則后續(xù)滴定過程中Na₂S₂O₃與過量的酸反應導致消耗的Na₂S₂O₃溶液偏大，導致消耗的Na₂S₂O₃溶液偏大；
故答案為：若堿過量，則Mn（OH）₂不能全部轉變?yōu)镸n²⁺，而酸過量時，滴定過程中Na₂S₂O₃可與酸反應導致消耗的Na₂S₂O₃溶液偏大．

點評：本題考查了水樣中氧氣含量的測定，涉及的內容較多，本題難度較大，需要分析實驗原理并聯系滴定知識合理完成，充分考查了學生的分析、理解能力．