Question

【题目】“治污水”是“五水共治”工程中一项重要举措。

（1）某污水中的有机污染物为三氯乙烯 （C2HCl3），向此污水中加入一定浓度的酸性重铬酸钾（K2Cr2O7还原产物为Cr3+）溶液可将三氯乙烯除去，氧化产物只有CO2。写出该反应的离子反应方程式_____。

（2）化学需氧量（COD）是水质测定中的重要指标，可以反映水中有机物等还原剂的污染程度。COD是指在一定条件下，用强氧化剂氧化水样中的还原剂及有机物时所消耗氧化剂的量，然后折算成氧化水样中的这些还原剂及有机物时需要氧气的量。某学习小组用重铬酸钾法测定某水样的COD。主要的实验装置、仪器及具体操作步骤如下：

操作步骤：

Ⅰ量取20.00mL水样于圆底烧瓶中，并加入数粒碎瓷片；Ⅱ量取10.00mL重铬酸钾标准溶液中加入到圆底烧瓶中，安装反应装置（如上图所示）。从冷凝管上口加入30.00mL的H2SO4—Ag2SO4溶液，混匀后加热回流2h，充分反应后停止加热。Ⅲ待反应液冷却后加入指示剂2滴，用硫酸亚铁铵溶液滴定多余重铬酸钾，至溶液由绿色变成红褐色。发生的化学反应方程式为Cr2O72-+14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O。请回答：

①量取10.00mL重铬酸钾标准溶液用到的仪器是_______________（填仪器a或仪器b）。

②下列有关说法正确的是 _________________（用相应编号填写）。

A. 配制重铬酸钾标准溶液时所有需用到仪器有：天平（含砝码）、玻璃棒、烧杯和容量瓶

B. 滴定前锥形瓶、滴定管均需用蒸馏水洗后再用待取液进行润洗

C. 滴定时用左手控制旋塞，眼睛注视锥形瓶内液体颜色变化，右手摇动锥形瓶，使溶液向同一方向旋转

D. 加热回流结束后，未用蒸馏水冲洗冷凝管管壁，则滴定测得的硫酸亚铁铵体积偏小

③已知：重铬酸钾标准溶液的c(Cr2O72－)=0.02000mol·L－1，硫酸亚铁铵溶液的c（Fe2+）=0.01000 mol·L－1，滴定终点时所消耗的硫酸亚铁铵溶液的体积为18.00mL，则按上述实验方法，测得的该水样的化学需氧量COD=_______mg/L。

（3）工业上常用铁炭(铁屑和活性炭混合物)微电解法处理污水。保持反应时间等条件不变，测得铁碳混合物中铁的体积分数、污水溶液pH对污水COD去除率的影响分别如图1、图2 所示。

①由图1、图2可知下列推论不合理的是________________。

A. 活性炭对污水中的还原性物质具有一定的吸附作用

B. 酸性条件下，铁屑和活性炭会在溶液中形成微电池，铁为负极，溶液中有大量的Fe2+、Fe3+

C. 当铁碳混合物中铁的体积分数大于50%时，COD的去除率随着铁的质量分数增加而下降的主要原因是溶液中微电池数目减少

D. 工业降低污水COD的最佳条件为：铁的体积分数占50%；污水溶液pH约为3

②根据图2分析，COD的脱除率降低的原因可能为_______________________________。

Answer 1

【答案】Cr2O72-+5H++C2HCl3=2CO2↑ +2Cr3++3H2O+3Cl- 仪器b CD 408.0 B 酸性条件下微电池反应更快，产生的更多的Fe2+、Fe3+；或者pH不断增大，溶液中的Fe3+不断生成沉淀，胶体微粒减少，胶体的吸附聚沉作用减弱

【解析】

（1）某污水中的有机污染物为三氯乙烯（C2HCl3），向此污水中加入一定浓度的酸性重铬酸钾（K2Cr2O7还原产物为Cr3+）溶液可将三氯乙烯除去，氧化产物只有CO2，根据原子守恒、电荷守恒和电子得失守恒可知该反应的离子反应方程式为Cr2O72-+5H++C2HCl3＝2CO2↑+2Cr3++3H2O+3Cl-。

（2）①重铬酸钾具有强氧化性，能腐蚀橡胶，所以量取10.00mL重铬酸钾标准溶液用到的仪器是酸式滴定管，答案选仪器b。

②A. 配制重铬酸钾标准溶液时所有需用到仪器有：天平（含砝码）、玻璃棒、烧杯和容量瓶，还需要胶头滴管，A错误；

B. 滴定前锥形瓶不能用待取液进行润洗，滴定管需用蒸馏水洗后再用待取液进行润洗，B错误；

C. 滴定时用左手控制旋塞，眼睛注视锥形瓶内液体颜色变化，右手摇动锥形瓶，使溶液向同一方向旋转，C正确；

D. 加热回流结束后，未用蒸馏水冲洗冷凝管管壁，导致剩余的重铬酸钾减少，则滴定测得的硫酸亚铁铵体积偏小，D正确；

答案选CD；

③已知：重铬酸钾标准溶液的c(Cr2O72－)=0.02000mol·L－1，硫酸亚铁铵溶液的c（Fe2+）=0.01000 mol·L－1，滴定终点时所消耗的硫酸亚铁铵溶液的体积为18.00mL，消耗硫酸亚铁铵的物质的量是0.00018mol，根据Cr2O72-+14H++6Fe2+＝6Fe3++2Cr3++7H2O可知剩余重铬酸钾的物质的量是0.00003mol，因此水消耗的重铬酸钾的物质的量是0.0002mol－0.00003mol＝0.00017mol，转移电子的物质的量是0.00017mol×6＝0.00102mol，根据电子得失守恒可知氧气的物质的量是0.00102mol÷4＝0.000255mol，质量是8.16mg，则按上述实验方法，测得的该水样的化学需氧量COD＝8.16mg÷0.02L＝408.0mg/L。

（3）①A. 活性炭具有吸附性，因此活性炭对污水中的还原性物质具有一定的吸附作用，A正确；

B. 酸性条件下，铁屑和活性炭会在溶液中形成微电池，铁为负极，失去电子转化为亚铁离子，因此溶液中不可能有大量的Fe3+，B错误；

C. 当铁碳混合物中铁的体积分数大于50%时，COD的去除率随着铁的质量分数增加而下降的主要原因是溶液中微电池数目减少，导致亚铁离子的量减少，C正确；

D. 根据图像可知工业降低污水COD的最佳条件为：铁的体积分数占50%；污水溶液pH约为3，D正确；

答案选B。

②由于酸性条件下微电池反应更快，产生的更多的Fe2+、Fe3+或者pH不断增大，溶液中的Fe3+不断生成沉淀，胶体微粒减少，胶体的吸附聚沉作用减弱，因此COD的脱除率降低。