题目内容
水中氧的含量测定步骤如下:
步骤1:水中的氧在碱性溶液中将Mn2+氧化为MnO(OH)2。
步骤2:加入碘离子将生成的MnO(OH)2再还原成Mn2+离子。
步骤3:用硫代硫酸钠标准溶液滴定步骤2中生成的碘。
有关的测定数据如下:
1:Na2S2O3溶液的标定。取25.00 mL KIO3标准溶液(KIO3浓度:174.8 mg·L-1)与过量KI在酸性介质中反应,用Na2S2O3溶液滴定,消耗12.45 mL。
2:取20.0°C下新鲜水样103.5mL,按上述测定步骤滴定,消耗Na2S2O3标准溶液11.80 mL。已知该温度下水的饱和O2含量为9.08 mg·L-1。
3.在20.0°C下密闭放置5天的水样102.2 mL,按上述测定步骤滴定,消耗硫代硫酸钠标准溶液6.75 mL。
5-1 写出上面3步所涉及的化学反应方程式。
5-2 计算标准溶液的浓度(单位mol·L-1)。
5-3 计算新鲜水样中氧的含量(单位mg·L-1)。
5-4 计算陈放水样中氧的含量(单位mg·L-1)。
5-5 以上测定结果说明水样具有什么性质?
步骤1:水中的氧在碱性溶液中将Mn2+氧化为MnO(OH)2。
步骤2:加入碘离子将生成的MnO(OH)2再还原成Mn2+离子。
步骤3:用硫代硫酸钠标准溶液滴定步骤2中生成的碘。
有关的测定数据如下:
1:Na2S2O3溶液的标定。取25.00 mL KIO3标准溶液(KIO3浓度:174.8 mg·L-1)与过量KI在酸性介质中反应,用Na2S2O3溶液滴定,消耗12.45 mL。
2:取20.0°C下新鲜水样103.5mL,按上述测定步骤滴定,消耗Na2S2O3标准溶液11.80 mL。已知该温度下水的饱和O2含量为9.08 mg·L-1。
3.在20.0°C下密闭放置5天的水样102.2 mL,按上述测定步骤滴定,消耗硫代硫酸钠标准溶液6.75 mL。
5-1 写出上面3步所涉及的化学反应方程式。
5-2 计算标准溶液的浓度(单位mol·L-1)。
5-3 计算新鲜水样中氧的含量(单位mg·L-1)。
5-4 计算陈放水样中氧的含量(单位mg·L-1)。
5-5 以上测定结果说明水样具有什么性质?
5-1 步骤1 2Mn2+ + O2 + 4OH– = 2MnO(OH)2 (1分)
步骤2 2I– + MnO(OH)2 + 4H+ = Mn2+ + I2 + 3H2O (1分)
或
步骤3 I2 + 2S2O32– = 2I– + S4O62– (1分)
或
5-2 标准溶液的浓度:9.841´10–3 mol·L-1
计算过程:
c(IO3–) = 174.8´10–3 g·L-1 / 214.0g·mol-1 =" 8.168" ´ 10–4mol·L-1 (1分)
c(S2O32–)= 6´c(IO3–) ´V(IO3–)/V(S2O32–)
= 6´8.168´10–4mol·L-1´25.00mL/12.45mL=9.841´10–3mol·L-1 (3分)
5-3 新鲜水样中氧的含量: 8.98 mg·L-1
计算过程: 103.5mL水样中氧的含量:
n(O2) = 0.25´c(S2O32-)´V(S2O32-)
=0.25´9.841´10-3mol·L -1´11.80´10-3L=2.903´10-5 mol
氧含量: r(O2) = 2.903´10-5 mol´32.00´103mg·mol-1/103.5´10-3L
= 8.98mg·L-1 (3分)
注: 新鲜水样的氧饱和度= (8.98/9.08)´100%= 98.9%
5-4 陈放水样中氧的含量: 5.20 mg·L-1
计算过程: 102.2mL中氧的含量:
n(O2) = 0.25´c(S2O32-)´V(S2O32-)
= 0.25´9.841´10-3mmol·mL-1´6.75 mL= 1.66´10-2 mmol
氧含量: r(O2) = 1.66´10-2 mmol´32.00mg·mmol-1/102.2´10-3L =" 5.20" mg·L-1 (3分)
注: 陈放引起氧的消耗量= 8.98mg·L-1 – 5.20mg·L-1 =" 3.78" mg·L-1
5-5 表明水样里存在好氧性(或喜氧性)微生物(1.5分)或者存在能被氧气还原
的还原性物质(1.5分)。 (共3分)
注:若计算结果正确,任何正确计算过程均得满分;若浓度值错误, 再看计算过程, 若关系式正确, 运算错误, 给一半分。
本题围绕测定水中的氧分成3个层次。第一个层次是测定氧的3个反应。试题对第一个反应给的信息很完全,而且信息也不难理解,预计所有应试者都应写得出化学方程式。试题对第二个反应的信息不完全。没有说反应的酸碱性条件。应试者应对反应的酸碱性条件作出判断。判断的基础是:I2在碱性条件下能否稳定存在?这属于中学化学知识的活用。当然,如果学生有Mn(OH)2在碱性溶液很容易被空气氧化的知识更好,即在碱性溶液里Mn(IV)是比Mn(II)更稳定的价态,要想在碱性溶液里把MnO(OH)2还原为Mn(OH)2使用像I– 这样的还原剂是难以实现的,但没有这种深入知识而单靠中学知识已能作出正确判断。第3个反应决非中学知识,但在高考试题里以信息的形式出现过3次,命题人认为已经是“亚中学知识”了,而且,若不单纯从中学化学课本出发来考察,此知识点确实属于“重要”知识,是容量分析少数最重要的反应之一,因此命题人认为是“适度的”的“不拘泥于中学化学”,可以当作学生已有知识来要求。
第二部分是容量分析计算。标准溶液浓度计算的基础首先是测定反应中n(IO3–) : n(I2) : n(S2O32–)(摩尔比)问题,其次是cV = c'V' 的关系式。第一个反应不必写出配平的化学方程式就可确定。因此试题并未要求写方程式。写方程式当然更明确,但浪费了宝贵的应试时间。测氧的计算的原理和知识点完全相同。
第三部分是考察中学生对水中的氧的一般知识。纯属常识考察。
第二部分是容量分析计算。标准溶液浓度计算的基础首先是测定反应中n(IO3–) : n(I2) : n(S2O32–)(摩尔比)问题,其次是cV = c'V' 的关系式。第一个反应不必写出配平的化学方程式就可确定。因此试题并未要求写方程式。写方程式当然更明确,但浪费了宝贵的应试时间。测氧的计算的原理和知识点完全相同。
第三部分是考察中学生对水中的氧的一般知识。纯属常识考察。
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