Question

2．水中的溶解氧的含量是衡量水質(zhì)的一個重要指標(biāo)，某實驗興趣小組通過如下步驟來測量水中溶解氧的含量：
步驟一：向溶解氧測量瓶中注入20.00mL水樣，再分別加入1mL 0.1mol•L^-1MnSO₄溶液和3mL NaOH和KI的混合溶液，充分反應(yīng)．此時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Mn²⁺+2OH^-═Mn（OH）₂↓ 2Mn（OH）₂+O₂═2MnO（OH）₂
步驟二：向上述混合物中加入1.5mL濃硫酸，充分反應(yīng)后制沉淀完全溶解，此時溶液呈黃色．
步驟三：將溶液全部轉(zhuǎn)移到容量瓶中，向其中滴加2〜3滴淀粉溶液，溶液呈藍(lán)色．用 0.005mol•L^-1的Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色恰好消失，共消耗Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液3.60mL．此時發(fā)生反應(yīng)為：I₂+2Na₂S₂O₃═2NaI+Na₂S₄O₆
（1）25℃時，步驟一中當(dāng)加入NaOH使溶液的pH=12時，此時溶液中的c（Mn²⁺）=2.06×10^-9      mol•L^-1． （已知 K_spMn（OH）₂=2.06×10^-13）
（2）寫出步驟二中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：MnO（OH）₂+2H₂SO₄+2KI=MnSO₄+K₂SO₄+I₂+3H₂O．
（3）計算該水樣中溶解氧的含量．（單位：mg•L^-1，請寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）步驟一中當(dāng)加入NaOH使溶液的pH=12時，結(jié)合 K_spMn（OH）₂=2.06×10^-13計算錳離子濃度；
（2）向溶解氧測量瓶中注入20.00mL水樣，再分別加入1mL 0.1mol•L^-1MnSO₄溶液和3mL NaOH和KI的混合溶液，充分反應(yīng)．此時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Mn²⁺+2OH^-═Mn（OH）₂↓ 2Mn（OH）₂+O₂═2MnO（OH）₂，向上述混合物中加入1.5mL濃硫酸，充分反應(yīng)后制沉淀完全溶解，此時溶液呈黃色，說明MnO（OH）₂ 氧化KI生成碘單質(zhì)；
（3）由化學(xué)方程式可知：O₂〜4Na₂S₂O₃，計算得到含氧量．

解答 解：（1）加入NaOH使溶液的pH=12時，c（H⁺）=10^-12mol/L，c（OH^-）=10^-2mol/L，結(jié)合 K_spMn（OH）₂=2.06×10^-13計算，K_spMn（OH）₂=c（Mn²⁺）c²（OH^-）=2.06×10^-13計算得到：c（Mn²⁺）=2.06×10^-9 ，
故答案為：2.06×10^-9；
（2）向溶解氧測量瓶中注入20.00mL水樣，再分別加入1mL 0.1mol•L^-1MnSO₄溶液和3mL NaOH和KI的混合溶液，充分反應(yīng)．此時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Mn²⁺+2OH^-═Mn（OH）₂↓ 2Mn（OH）₂+O₂═2MnO（OH）₂，向上述混合物中加入1.5mL濃硫酸，充分反應(yīng)后制沉淀完全溶解，此時溶液呈黃色，說明MnO（OH）₂ 氧化KI生成碘單質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO（OH）₂+2H₂SO₄+2KI=MnSO₄+K₂SO₄+I₂+3H₂O，
故答案為：MnO（OH）₂+2H₂SO₄+2KI=MnSO₄+K₂SO₄+I₂+3H₂O；
（3）由化學(xué)方程式可知：O₂〜4Na₂S₂O₃，
n（O₂）=$\frac{1}{4}$×0.005mol•L^-1×3.60×10^-3L=4.5×10^-6mol
溶解氧的含量═4.5×10^-6mol×16g/mol×$\frac{4.5×1{0}^{-6}mol×32g/mol}{0.02L}$=7.2g/L=7.2 mg•L^-1，
答：該水樣中溶解氧的含量為7.2 mg•L^-1；

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)組成、物質(zhì)含量的測定、滴定實驗過程的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．