Question

【題目】“治污水”是“五水共治”工程中一項重要舉措。

（1）某污水中的有機污染物為三氯乙烯 （C2HCl3），向此污水中加入一定濃度的酸性重鉻酸鉀（K2Cr2O7還原產(chǎn)物為Cr3+）溶液可將三氯乙烯除去，氧化產(chǎn)物只有CO2。寫出該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式_____。

（2）化學(xué)需氧量（COD）是水質(zhì)測定中的重要指標，可以反映水中有機物等還原劑的污染程度。COD是指在一定條件下，用強氧化劑氧化水樣中的還原劑及有機物時所消耗氧化劑的量，然后折算成氧化水樣中的這些還原劑及有機物時需要氧氣的量。某學(xué)習(xí)小組用重鉻酸鉀法測定某水樣的COD。主要的實驗裝置、儀器及具體操作步驟如下：

操作步驟：

Ⅰ量取20.00mL水樣于圓底燒瓶中，并加入數(shù)粒碎瓷片；Ⅱ量取10.00mL重鉻酸鉀標準溶液中加入到圓底燒瓶中，安裝反應(yīng)裝置（如上圖所示）。從冷凝管上口加入30.00mL的H2SO4—Ag2SO4溶液，混勻后加熱回流2h，充分反應(yīng)后停止加熱。Ⅲ待反應(yīng)液冷卻后加入指示劑2滴，用硫酸亞鐵銨溶液滴定多余重鉻酸鉀，至溶液由綠色變成紅褐色。發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為Cr2O72-+14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O。請回答：

①量取10.00mL重鉻酸鉀標準溶液用到的儀器是_______________（填儀器a或儀器b）。

②下列有關(guān)說法正確的是 _________________（用相應(yīng)編號填寫）。

A. 配制重鉻酸鉀標準溶液時所有需用到儀器有：天平（含砝碼）、玻璃棒、燒杯和容量瓶

B. 滴定前錐形瓶、滴定管均需用蒸餾水洗后再用待取液進行潤洗

C. 滴定時用左手控制旋塞，眼睛注視錐形瓶內(nèi)液體顏色變化，右手搖動錐形瓶，使溶液向同一方向旋轉(zhuǎn)

D. 加熱回流結(jié)束后，未用蒸餾水沖洗冷凝管管壁，則滴定測得的硫酸亞鐵銨體積偏小

③已知：重鉻酸鉀標準溶液的c(Cr2O72－)=0.02000mol·L－1，硫酸亞鐵銨溶液的c（Fe2+）=0.01000 mol·L－1，滴定終點時所消耗的硫酸亞鐵銨溶液的體積為18.00mL，則按上述實驗方法，測得的該水樣的化學(xué)需氧量COD=_______mg/L。

（3）工業(yè)上常用鐵炭(鐵屑和活性炭混合物)微電解法處理污水。保持反應(yīng)時間等條件不變，測得鐵碳混合物中鐵的體積分數(shù)、污水溶液pH對污水COD去除率的影響分別如圖1、圖2 所示。

①由圖1、圖2可知下列推論不合理的是________________。

A. 活性炭對污水中的還原性物質(zhì)具有一定的吸附作用

B. 酸性條件下，鐵屑和活性炭會在溶液中形成微電池，鐵為負極，溶液中有大量的Fe2+、Fe3+

C. 當(dāng)鐵碳混合物中鐵的體積分數(shù)大于50%時，COD的去除率隨著鐵的質(zhì)量分數(shù)增加而下降的主要原因是溶液中微電池數(shù)目減少

D. 工業(yè)降低污水COD的最佳條件為：鐵的體積分數(shù)占50%；污水溶液pH約為3

②根據(jù)圖2分析，COD的脫除率降低的原因可能為_______________________________。

Answer 1

【答案】Cr2O72-+5H++C2HCl3=2CO2↑ +2Cr3++3H2O+3Cl- 儀器b CD 408.0 B 酸性條件下微電池反應(yīng)更快，產(chǎn)生的更多的Fe2+、Fe3+；或者pH不斷增大，溶液中的Fe3+不斷生成沉淀，膠體微粒減少，膠體的吸附聚沉作用減弱

【解析】

（1）某污水中的有機污染物為三氯乙烯（C2HCl3），向此污水中加入一定濃度的酸性重鉻酸鉀（K2Cr2O7還原產(chǎn)物為Cr3+）溶液可將三氯乙烯除去，氧化產(chǎn)物只有CO2，根據(jù)原子守恒、電荷守恒和電子得失守恒可知該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為Cr2O72-+5H++C2HCl3＝2CO2↑+2Cr3++3H2O+3Cl-。

（2）①重鉻酸鉀具有強氧化性，能腐蝕橡膠，所以量取10.00mL重鉻酸鉀標準溶液用到的儀器是酸式滴定管，答案選儀器b。

②A. 配制重鉻酸鉀標準溶液時所有需用到儀器有：天平（含砝碼）、玻璃棒、燒杯和容量瓶，還需要膠頭滴管，A錯誤；

B. 滴定前錐形瓶不能用待取液進行潤洗，滴定管需用蒸餾水洗后再用待取液進行潤洗，B錯誤；

C. 滴定時用左手控制旋塞，眼睛注視錐形瓶內(nèi)液體顏色變化，右手搖動錐形瓶，使溶液向同一方向旋轉(zhuǎn)，C正確；

D. 加熱回流結(jié)束后，未用蒸餾水沖洗冷凝管管壁，導(dǎo)致剩余的重鉻酸鉀減少，則滴定測得的硫酸亞鐵銨體積偏小，D正確；

答案選CD；

③已知：重鉻酸鉀標準溶液的c(Cr2O72－)=0.02000mol·L－1，硫酸亞鐵銨溶液的c（Fe2+）=0.01000 mol·L－1，滴定終點時所消耗的硫酸亞鐵銨溶液的體積為18.00mL，消耗硫酸亞鐵銨的物質(zhì)的量是0.00018mol，根據(jù)Cr2O72-+14H++6Fe2+＝6Fe3++2Cr3++7H2O可知剩余重鉻酸鉀的物質(zhì)的量是0.00003mol，因此水消耗的重鉻酸鉀的物質(zhì)的量是0.0002mol－0.00003mol＝0.00017mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.00017mol×6＝0.00102mol，根據(jù)電子得失守恒可知氧氣的物質(zhì)的量是0.00102mol÷4＝0.000255mol，質(zhì)量是8.16mg，則按上述實驗方法，測得的該水樣的化學(xué)需氧量COD＝8.16mg÷0.02L＝408.0mg/L。

（3）①A. 活性炭具有吸附性，因此活性炭對污水中的還原性物質(zhì)具有一定的吸附作用，A正確；

B. 酸性條件下，鐵屑和活性炭會在溶液中形成微電池，鐵為負極，失去電子轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，因此溶液中不可能有大量的Fe3+，B錯誤；

C. 當(dāng)鐵碳混合物中鐵的體積分數(shù)大于50%時，COD的去除率隨著鐵的質(zhì)量分數(shù)增加而下降的主要原因是溶液中微電池數(shù)目減少，導(dǎo)致亞鐵離子的量減少，C正確；

D. 根據(jù)圖像可知工業(yè)降低污水COD的最佳條件為：鐵的體積分數(shù)占50%；污水溶液pH約為3，D正確；

答案選B。

②由于酸性條件下微電池反應(yīng)更快，產(chǎn)生的更多的Fe2+、Fe3+或者pH不斷增大，溶液中的Fe3+不斷生成沉淀，膠體微粒減少，膠體的吸附聚沉作用減弱，因此COD的脫除率降低。