Question

14．化学需氧量（COD）是水体质量的控制项目之一，COD是指用强氧化剂（我国采用K₂Cr₂O₇处理一定量水样时所消耗的氧化剂的量，并换算成以氧气为氧化剂时，1L水样所消耗O₂的质量（mg?L^-1）．现取某池塘中的水样20.00mL，加入10.00mL 0.04000mol/L K₂Cr₂O₇溶液，并加入适量酸和催化剂，加热反应2h．在指示剂作用下，需用0.1000mol/L Fe（NH₄）₂（SO₄）₂溶液12.00mL滴定剩余的K₂Cr₂O₇，此时，发生的反应是：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．求该池塘水样的COD为多少？

Answer 1

分析 根据Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，计算剩余的K₂Cr₂O₇的物质的量，进而水样消耗的n（K₂Cr₂O₇），由于K₂Cr₂O₇得到的电子的物质的量等于氧气得到电子的物质的量，根据电子转移守恒计算水样的消耗氧气的物质的量，进而计算水样的化学需氧量，据此判断．

解答 解：n（K₂Cr₂O₇）=0.01L×0.04000mol/L=4×10^-4mol，
n（Fe²⁺）=12×10^-3L×0.1mol/L=1.2×10^-3mol，
由Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O可知，剩余的n（K₂Cr₂O₇）=$\frac{1}{6}$×1.2×10^-3mol=2×10^-4mol
水样消耗的n（K₂Cr₂O₇）=4×10^-4mol-2×10^-4mol=2×10^-4mol，
根据电子电子转移可知，水样需要氧气的物质的量为：$\frac{1}{4}$×[2×10^-4mol×（6-3）×2]=3×10^-4mol，氧气的质量为3×10^-4mol×32g/mol=96×10^-4g=9.6mg，
故该水样的需氧量为$\frac{9.6mg}{0.02L}$=480mg/L，
答：该水样的化学需氧量COD为480mg/L．

点评 本题以水体化学需氧量为载体，考查氧化还原滴定、氧化还原反应计算，难度中等，侧重学生的分析能力和对数据的处理能力考查．