Question

【題目】溶解氧（指溶解在水體中氧氣分子）是衡量水質的一個重要指標。為測定某水樣中溶解氧含量（ρ=）設計了如下實驗方案。實驗步驟如下：

步驟1：水樣的采集與固定

用水樣瓶準確量取100mL的待測水樣（不能留有氣泡），并用針筒向水樣下方快速注入2.0mLMnSO4溶液和3.0mL堿性KI溶液，蓋好瓶蓋，上下顛倒搖勻，此時生成Mn2+在堿性條件下被水中的氧氣氧化為MnOOH棕色沉淀，靜置至澄清。

步驟2：碘的游離

向水樣瓶中加入3.0mL濃硫酸，使I－在酸性條件下被MnOOH氧化為I2，同時MnOOH被還原Mn2+，待沉淀完全溶解后，將它們全部轉移到250mL錐形瓶中。

步驟3：碘的滴定

向錐形瓶中加入少量淀粉溶液，再滴加0.005mol·L-1的Na2S2O3標準溶液，恰好完全反應時，消耗Na2S2O3標準溶液的體積為16mL。（已知：I2＋2S2O32-=2I-＋S4O62-）

（1）MnOOH中Mn元素的化合價是___。

（2）寫出步驟2中所發生反應的離子方程式___。

（3）若待測水樣中留有氣泡，則測定結果將___。（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）

（4）計算該水樣中溶解氧的含量ρ（以mg·L-1表示），并寫出計算過程：___。

Answer 1

【答案】+3 2I-＋2MnOOH＋6H+=I2＋2Mn2+＋4H2O 偏大 6.4mg·L-1

【解析】

該實驗利用Mn2+在堿性條件下被水中的氧氣氧化為MnOOH棕色沉淀，然后加入濃硫酸，使I－在酸性條件下被MnOOH氧化為I2，然后利用Na2S2O3標準溶液進行滴定，通過消耗的Na2S2O3標準溶液的量計算水中溶解氧的含量，以此進行分析。

（1）MnOOH中O呈-2價，H呈+1價，根據化合物化合價為0可知Mn元素的化合價為+3價；

（2）步驟2為酸性條件下I-與MnOOH發生氧化還原反應，I元素化合價從-1價升高為0價，Mn元素化合價從+3價降低為+2價，根據氧化還原反應得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒可知其離子方程式為：2I-＋2MnOOH＋6H+=I2＋2Mn2+＋4H2O；

（3）若待測液中含有水泡，即含有未溶解的氧氣，則消耗的MnSO4增加，后續生成的I2會增加，最終滴定消耗的Na2S2O3標準溶液增加，最終測得的結果將偏大；

（4）整個過程中Mn2+反應前后未發生變化，根據整個得失電子守恒可列出關系式：

解得n(O2)=2×10-5mol，水樣中溶解氧含量ρ==6.4mg·L-1。