Question

浙江省“五水共治”是水質治理的重要舉措，其中化學需氧量（COD）是水質測定中的重要指標，可以反映水中有機物等還原劑的污染程度．COD是指在一定條件下，用強氧化劑氧化水樣中的還原劑及有機物時所消耗氧化劑的量，然后折算成氧化水樣中的這些還原劑及有機物時需要氧氣的量．某學習小組用重鉻酸鉀法測定某水樣中的COD．主要的實驗裝置、儀器及具體操作步驟如下：實驗裝置及儀器：
操作步驟：
①用儀器c將20.00mL水樣置于250mL錐形瓶中，加入數粒碎瓷片．
②在水樣中加入重鉻酸鉀標準溶液10.00mL，安裝回流裝置（如圖所示），從冷凝管上口加入30.00mL的H₂SO₄-Ag₂SO₄溶液，混勻后加熱回流2h，充分反應．
③冷卻后加指示劑2d，用硫酸亞鐵銨溶液滴定多余重鉻酸鉀，至溶液由綠色變成紅褐色．
已知：Cr₂O₇^2-+14H⁺+6Fe²⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O
請你回答下列問題：
（1）儀器c的名稱：

 

；用儀器c吸取液體時，左手拿洗耳球，右手將儀器c插入溶液中吸取，當

 

時，立即用食指將管口堵住，將管尖離開液面，稍松食指使液面平穩下降，至凹液面最低處與標線相切，立即按緊管口．
（2）下列有關操作不正確的是

 

（用相應編號填寫）
A．用硫酸亞鐵銨溶液滴定時需上述儀器中的儀器b
B．儀器c在使用時需要先用待取液進行潤洗，管尖殘留的液體一般不要吹出
C．加入數粒碎瓷片的作用是可以防止液體暴沸
D．上述操作步驟③中在滴定時判斷滴定終點的指示劑可以是甲基橙
E．加熱回流結束后，要用蒸餾水對冷凝管管壁進行沖洗
（3）在加熱回流過程中，可以用水浴作為恒溫加熱源嗎？同時請說明理由．

 

（4）下列因素對測定水樣中的COD能產生影響的有

 

（用相應編號填寫）
①硫酸的用量         ②反應裝置中的錐形瓶在反應前用蒸餾水洗滌
③重鉻酸鉀的用量     ④回流時間的長短
（5）實驗室配制重鉻酸鉀標準溶液的主要步驟及裝置如圖所示：

將上述實驗步驟A到F按實驗過程先后次序排列

 

（6）已知：重鉻酸鉀標準溶液的c（Cr₂O₇^2-）=0.0250mol?L^-1，硫酸亞鐵銨溶液的c（Fe²⁺）=0.0100mol?L^-1，滴定終點時所消耗的硫酸亞鐵銨溶液的體積為12.00mL，則按上述實驗方法，測得的該水樣的化學需氧量COD_Cr（O₂）=

 

mg/L．

Answer 1

考點：中和滴定,配制一定物質的量濃度的溶液

專題：實驗題

分析：（1）C為移液管，根據移液管的操作方法分析；
（2）A．根據溶液的性質選擇滴定管；
B．考慮移液管的使用方法；
C．液體混合物加熱易暴沸，需加碎瓷片防暴沸；
D．甲基橙是酸堿中和滴定指示劑；
E．用蒸餾水對冷凝管管壁進行沖洗，保證多余重鉻酸鉀全部回到錐形瓶；
（3）水浴溫度不超過100．C；
（4）根據反應原理，需要H₂SO₄-Ag₂SO₄溶液作催化劑，用重鉻酸鉀作氧化劑，為了充分氧化，需要一定的反應時間；
（5）根據溶液配制的操作步驟進行排序，溶液配制步驟：計算→稱量→溶解→冷卻→轉移→洗滌→定容→搖勻；
（6）根據反應的離子方程式Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O計算水樣和重鉻酸鉀反應的量，再根據的事電子守恒折算成氧氣的量，進而計算化學需氧量．

解答： 解（1）C為移液管，用洗耳球吸取液體在刻度線以上，再慢慢稍松食指，使液體達到刻度線，立即按緊管口；
故答案為：移液管；溶液吸至標線以上；
（2）A．硫酸亞鐵水解顯酸性，故應選用酸式滴定管，應選儀器a，故A錯誤；
B．移液管在使用時需要先用待取液進行潤洗，管尖殘留的液體不要吹出，儀器的量程中不包括余下一滴，故B正確；
C．液體混合物加熱易暴沸，需加碎瓷片防暴沸，故C正確；
D．甲基橙是酸堿中和滴定指示劑，此實驗需檢驗鐵離子或重鉻酸根離子，故D錯誤；
E．用蒸餾水對冷凝管管壁進行沖洗，保證多余重鉻酸鉀全部回到錐形瓶，故E正確；
故答案為：AD；
（3）水樣為鹽溶液，沸點高于水的沸點，水浴溫度不超過100．C，難以使水樣回流，
故答案為：不能，水浴溫度不超過100．C，難以使水樣回流；
（4）根據反應原理，需要H₂SO₄-Ag₂SO₄溶液作催化劑，用重鉻酸鉀作氧化劑，為了充分氧化，需要一定的反應時間，蒸餾水不影響反應，
故答案為：①③④；
（5）溶液配制步驟：計算→稱量→溶解→冷卻→轉移→洗滌→定容→搖勻，故溶液配制實驗過程先后次序排列為：CBDFAE，
故答案為：CBDFAE；
（6）n（K₂Cr₂O₇）=0.01L×0.02500mol/L=2.5×10^-4mol，
n（Fe²⁺）=0.012L×0.01mol/L=1.2×10^-4mol，
由Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O可知，
水樣消耗的n（K₂Cr₂O₇）=2.5×10^-4mol-

1

6

×1.2×10^-4mol=2.3×10^-4mol，
得電子：2×（6-3）×2.3×10^-4mol=1.38×10^-3mol，
根據電子轉移，相等于

1

4

×1.38×10^-3mol氧氣，
m（O₂）=

1

4

×1.38×10^-3mol×32g/mol=1.104×10^-2g，
所以：COD=

0.01104g

0.02L

=0.552g/L=552mg/L，
故答案為：552．

點評：本題是一道化學和生活相結合的題目，注重知識的遷移應用，能較好的考查學生分析和解決問題的能力，為高考常見題型和高頻考點，題目信息量較大，注意把握題給信息，答題時仔細審題，難度中等．