Question

【題目】水中溶氧量（DO）是衡量水體自凈能力的一個指標，通常用每升水中溶解氧分子的質量表示，單位mgL﹣1 ． 我國《地表水環境質量標準》規定，生活飲用水源的DO不能低于5mgL﹣1 ． 某化學小組同學設計了下列裝置（夾持裝置略），測定某河水的DO．
Ⅰ．測定原理：
堿性條件下，O2將Mn2+氧化為MnO（OH）2：①2Mn2++O2+4OH﹣═2MnO（OH）2↓
酸性條件下，MnO（OH）2將I﹣氧化為I2：②MnO（OH）2+I﹣+H+→Mn2++I2+H2O（未配平）
用Na2S2O3標準溶液滴定生成的I2；③2S2O32﹣+I2═S4O62﹣+2I﹣
Ⅱ．測定步驟：
a．安裝裝置，檢驗氣密性，充N2排盡空氣后，停止充N2 ．
b．向燒瓶中加入200mL水樣．
c．向燒瓶中依次迅速加入1mL MnSO4無氧溶液（過量）、2mL堿性KI無氧溶液（過量）開啟攪拌器，至反應①完全．
d．攪拌并向燒瓶中加入2mL H2SO4無氧溶液，至反應②完全，溶液為中性或弱酸性．
e．從燒瓶中取出40.00mL溶液，以淀粉作指示劑，用0.01000molL﹣1 Na2S2O3溶液進行滴定，記錄數據．f…
g．處理數據（忽略氧氣從水樣中的逸出量和加入試劑后水樣體積的變化）．
回答下列問題：
（1）配制以上無氧溶液時，除去所用溶劑水中氧的簡單操作為 ．
（2）在橡膠塞處加入水樣及有關試劑應選擇的儀器是 ．
①滴定管 ②注射器 ③量筒
（3）攪拌的作用是 ．
（4）配平反應②的方程式，其化學計量數依次為 ．
（5）步驟f為 ．
（6）步驟e中達到滴定終點的標志為 ． 若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50mL，水樣的DO=mgL﹣1（保留一位小數）．作為飲用水源，此次測得DO是否達標：（填“是”或“否”）
（7）步驟d中加入H2SO4溶液反應后，若溶液pH過低，滴定時會產生明顯的誤差，寫出產生此誤差的原因（用離子方程式表示，至少寫出2個） ．

Answer 1

【答案】
（1）將溶劑水煮沸后冷卻
（2）②
（3）使溶液混合均勻，快速完成反應
（4）1，2，4，1，1，3
（5）重復步驟e的操作2﹣3次
（6）溶液藍色褪去且半分鐘內不變化；9.0；是
（7）2H++S2O32﹣=S↓+SO2↑+H2O，SO2+I2+2H2O=4H++SO42﹣+2I﹣ ， 4H++4I﹣+O2=2I2+2H2O
【解析】（1）溶液中氧氣溶解度不大，且隨溫度升高溶解度減小，所以配制以上無氧溶液時需要通過煮沸溶劑后冷卻，把溶劑水中溶解的氧氣趕出得到，所以答案是：將溶劑水煮沸后冷卻；（2）加入水樣需要避免空氣進入三頸瓶，橡皮塞處用中注射器把水樣注入，在橡膠塞處加入水樣及有關試劑應選擇的儀器是②，滴定管和量筒無法實現加入水樣的目的，所以答案是：②；（3）操作步驟中攪拌的作用是使溶液混合均勻，快速完成反應，
所以答案是：使溶液混合均勻，快速完成反應；（4）MnO（OH）2+I﹣+H+→Mn2++I2+H2O，MnO（OH）2+I﹣+H+→Mn2++I2+H2O，反應中碘元素化合價﹣1價變化為0價，錳元素化合價降低+4價變化為+2價，電子轉移總數2，配平得到離子方程式為：MnO（OH）2+2I﹣+4H+=Mn2++I2+3H2O，
所以答案是：1，2，4，1，1，3；（5）為減少實驗過程中的誤差，滴定實驗應重復進行滴定實驗測定數值，取幾次的平均值計算，步驟f為重復步驟e的操作2﹣3次，所以答案是：重復步驟e的操作2﹣3次；（6）用Na2S2O3標準溶液滴定生成的I2發生反應2S2O32﹣+I2═S4O62﹣+2I﹣ ， 以淀粉作指示劑，隨硫代硫酸鈉溶液滴入，滴定過程中滴入最后一滴溶液藍色變化為無色且半分鐘不變說明反應達到終點，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﹣ ， 得到定量關系為：
O2～2MnO（OH）2～2I2～4S2O32﹣ ，
1 4
n 0.0045L×0.01000molL﹣1
n=1.12×10﹣5mol，
200mL水樣中含氧氣1.12×10﹣5mol×=5.6×10﹣5mol氧氣濃度= =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，生活飲用水源的DO不能低于5mgL﹣1 ． 則此水樣符合標準，
所以答案是：溶液藍色褪去且半分鐘內不變化；9.0；是；（7）硫代硫酸鈉在酸性條件下發生歧化反應，生成的二氧化硫也能夠被生成的碘氧化，同時空氣中的氧氣也能夠將碘離子氧化，所以答案是：2H++S2O32﹣=S↓+SO2↑+H2O，SO2+I2+2H2O=4H++SO42﹣+2I﹣ ， 4H++4I﹣+O2=2I2+2H2O．