Question

【题目】实验室用下列方法测定某水样中O2的含量。

（1）实验原理

用如图所示装置，使溶解在水中的O2在碱性条件下将Mn2+氧化成MnO(OH)2，再用I-将生成的MnO(OH)2再还原为Mn2+，第二步反应的离子方程式为___________________。然后用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2。

已知：①2Mn2++O2+4OH-=2 MnO(OH)2 ②I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6。

③S2O32-+2H+=SO2↑+S+H2O

（2）实验步骤

①打开止水夹a 和b，从A 处向装置内鼓入过量N2，此操作的目的是______________；

②用注射器抽取某水样20.00 mL从A 处注入锥形瓶；

③再分别从A 处注入含m mol NaOH溶液及过量的MnSO4溶液；

④完成上述操作后，关闭a、b，将锥形瓶中溶液充分振荡；

⑤打开止水夹a、b，分别从A 处注人足量NaI溶液及含n mol H2SO4的硫酸溶液使溶液接近中性；

⑥重复④的操作。

⑦取下锥形瓶，向其中加入2～3滴________________作指示剂；

⑧用0.005 mol`L-1Na2S2O3滴定至终点。

（3）数据分析

①若在滴定过程中消耗的Na2S2O3标准溶液体积为3.60 mL，则此水样中氧气（O2）的含量为___（单位：mg·L-1）。

②若未用Na2S2O3标准溶液润洗滴定管，则测得水样中O2的含量将____________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

③实验要求加入适量的H2SO4使溶液接近中性，其原因是__________________________。

Answer 1

【答案】 MnO(OH)2+2I-+4H+=2Mn2++I2+3H2O 赶走装置内空气，避免空气中的O2的干扰 淀粉溶液 7.2mg·L-1 偏大 若碱过量，则MnO(OH)2不能全部转变为Mn2+，而酸过量时，滴定过程中Na2S2O3可与酸反应

【解析】（1）用I-将生成的MnO(OH)2再还原为Mn2+，锰元素化合价降低，则碘元素的化合价升高，根据化合价升降守恒配平，故答案为：2MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O；

（2）①由于测定的是水样中氧气含量，必须将装置中的空气赶走，避免干扰测定结果；

⑦反应中有碘单质参与，利用碘遇到淀粉显示蓝色的特性，可以选用淀粉溶液作指示剂；

故答案为：赶走装置内空气，避免空气中的O2的干扰；淀粉溶液；

（3）①根据已知的反应方程式可知氧气反应的关系式为：O2～2MnO(OH)2～2I2～4Na2S2O3，20mL水样中n(O2)= n(Na2S2O3)= ×0.005mol/L×(3.6×10-3L)=4.5×10-6mol，O2的质量为：4.5×10-6mol×32g/mol=1.44×10-4mg。则1L水样中O2的含量为1.44×10-4mg×=7.2mg，故此水样中氧气（O2）的含量为7.2mg·L-1；

故答案为：7.2mg·L-1；

②若未用Na2S2O3 标准溶液润洗滴定管，会导致标准液的浓度减小，消耗的标准液的体积增大，测定结果偏大；故答案为：偏大；

③由于加入稀H2SO4使MnO(OH)2充分转化为Mn2+，但加入稀H2SO4的量时不宜过多，否则后续滴定过程中Na2S2O3与过量的酸反应导致消耗的Na2S2O3溶液体积偏大。

故答案为：若碱过量，则MnO(OH)2不能全部转变为Mn2+，而酸过量时，滴定过程中Na2S2O3可与酸反应。