Question

15．化学耗氧量（Chemical Oxygen Demand，简称COD），是一个量度水体受污染程度的重要指标．废水中的还原性物质大部分是有机物，COD表示为氧化这些还原性物质所需消耗的O₂的量（以mg•L^-1记）．下面是用KMnO₄法测定水样中COD的实验：

已知：步骤 IV 的离子反应为2MnO₄^-+5C₂C₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
（1）步骤Ⅱ滴定管中注入酸性高锰酸钾前，先用蒸馏水洗净，再用KMnO₄标准溶液润洗2-3次．
（2）步骤 IV实验过程中滴入第一滴Na₂C₂O₄溶液时褪色较慢，以后的滴定中褪色较快，原因是随着反应的进行，生成的Mn²⁺可作为反应的催化剂．
（3）若步骤 IV所用Na₂C₂O₄溶液为20.00mL，根据相关数据计算该水样的化学耗氧量COD（以mg•L^-1记）．写出计算过程4mg/L．
（4）若实验测量结果（COD值）比实际值偏高，可从以下两个方面猜想：
猜想1：水样中Cl^-影响；
猜想2：步骤 IV其他操作都正确，滴定终点俯（填“仰”“俯”）视读数．

Answer 1

分析 （1）滴定管中注入酸性高锰酸钾前应先用蒸馏水洗涤，后再用KMnO₄标准溶液润洗2-3次；
（2）开始较慢，随后反应速率加快说明生成的锰离子起了催化作用；
（3）根据步骤IV滴定消耗的Na₂C₂O₄溶液的量计算过量的KMnO₄物质的量，从而求出与水样反应的KMnO₄物质的量，最后根据得失电子守恒再转化成消耗氧气的量；
（4）实验测量结果比实际有机物含量偏高，可能是读取数据时把滴定管中消耗溶液体积读大了．

解答 解：（1）滴定管中注入酸性高锰酸钾前应先用蒸馏水洗涤，后再用KMnO₄标准溶液润洗2-3次；故答案为：用KMnO₄标准溶液润洗2-3次；
（2）步骤 IV实验过程中滴入第一滴Na₂C₂O₄溶液时褪色较慢，以后的滴定中褪色较快，说明反应中生成的锰离子对反应起到催化剂的作用，
故答案为：随着反应的进行，生成的Mn²⁺可作为反应的催化剂；
（3）设过量的KMnO₄物质的量为x，
由2MnO₄^-+5C₂C₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
      2               5
     x            0.00500mol/L×0.02L
则x=$\frac{0.00500mol/L×0.02L×2}{5}$=4×10^-5mol
所以与水样反应的KMnO₄为0.00200mol/L×25×10^-3L-4×10^-5mol=10^-5mol
MnO₄^-生成Mn²⁺得5e^-，O₂生成H₂O得4e^-，根据得失电子守恒，与水样反应的KMnO₄转化成消耗氧气的量为=10^-5mol×$\frac{5}{4}$=1.25×10^-5mol，
化学耗氧量COD值为$\frac{1.25×10{\;}^{-5}mol×32g/mol×10{\;}^{3}mg}{0.1L}$=4mg/L，故答案为：4mg/L；
（4）实验测量结果比实际有机物含量偏高，配制Na₂C₂O₄标液定容时，可能是读取数据时把滴定管中消耗溶液体积读大了；
故答案为：俯．

点评 本题考查了物质组成的实验探究方法分析，过程理解应用，主要是物质性质的分析判断，掌握基础是关键，题目难度中等．