Question

化学需氧量（COD）常作为衡量水体中有机物含量多少的指标．某化学课外小组的同学拟采用碱性高锰酸钾溶液测定某海水试样的COD，实验流程如下：

已知：①弱碱性条件下MnO₄^-被还原性物质还原为MnO₂
②10I^-+2MnO₄^-+16H⁺=5I₂+2Mn²⁺+8H₂O
③2S₂O₃^2-+I₂=2I^-+S₄O₆^2-
（1）测定海水试样的COD，采用碱性高锰酸钾溶液而不采用酸性高锰酸钾溶液，其可能原因是

 

．
（2）氧化后的水样煮沸后，需冷却并在暗处再加入KI和硫酸，需在暗处的原因是

 

．用Na₂S₂O₃，标准溶液滴定，终点时溶液颜色的变化是

 

．
（3）滴定到终点时消耗Na₂S₂O₃标准溶液10.00mL．根据以上实验数据计算海水试样的COD（用每升水样相当于消耗多少毫克O₂表示，单位：mg?L^-1）（写出计算过程）．

Answer 1

考点：中和滴定

专题：

分析：（1）在酸性条件下，海水中氯离子能被高锰酸根离子氧化生成氯气；
（2）根据碘易升华；根据淀粉遇碘变蓝色，达到滴定终点蓝色褪色，
（3）根据反应10I^-+2MnO₄^-+16H⁺=5I₂+2Mn²⁺+8H₂O、2S₂O₃^2-+I₂=2I^-+S₄O₆^2-，关系式为：2MnO₄^-～5I₂～10Na₂S₂O₃，先求出水样中氧化碘离子的高锰酸钾，再求出氧化水中还原性物质的高锰酸钾，根据电子守恒求出试样的COD．

解答： 解：（1）在酸性条件下，海水中氯离子能被高锰酸根离子氧化生成氯气，而在碱性条件下不能将氯离子氧化；
故答案为：海水中含有氯离子，氯离子能被高锰酸根离子氧化生成氯气；根据滴定前溶液为无色，滴定结束后，碘单质使淀粉变蓝，判断达到终点时溶液颜色变化；
（2）碘易升华，一旦受热，见光易挥发；溶液中有碘，加入淀粉溶液呈蓝色，碘与亚硫酸钠发生氧化还原反应，当反应终点时，蓝色褪去，
故答案为：防止生成的单质碘受热，见光易挥发；当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液时，溶液蓝色褪去，半分钟内不变色；
（3）n（Na₂S₂O₃）=0.0100mol?L^-1×10.00×10^-3L=1.000×10^-4mol，
关系式为：2MnO₄^-～5I₂～10Na₂S₂O₃，
          2          10
      n（MnO₄^-）      1.000×10^-4mol
n（MnO₄^-）=

1

5

n（I₂）=2.000×10^-5mol
则氧化水样中的还原性物质消耗的n（KMnO₄）=0.1000mol?L^-1×10.00mL×10^-3L-2.000×10^-5mol=9.800×10^-4mol；
由于KMnO₄氧化海水中还原性物质时，MnO₄^-还原为MnO₂，根据电子守恒，相当于n（O₂）的物质的量为：4×n（O₂）=3×9.800×10^-4mol，n（O₂）=7.350×10^-4mol；
m（O₂）=32g?mol^-1×7.350×10^-4mol=2.352×10^-2g=23.52mg，COD=23.52mg/0.1L=235.2mg?L^-1；
故答案为：235.2mg?L^-1；

点评：本题考查了水样中氧气含量的测定，涉及的内容较多，本题难度较大，需要分析实验原理并联系滴定知识合理完成，充分考查了学生的分析、理解能力．