Question

实验室用下列方法测定某水样中O₂的含量。

（1）用如上图所示装置，c是长橡胶管。使水中溶解的O₂在碱性条件下将Mn²⁺氧化成MnO(OH)₂，反应的离子方程式为______________________。

①打开止水夹a和b，从A处向装置内鼓入过量N₂，此操作的目的________________。

②用注射器抽取20.00mL某水样从A处注入锥形瓶。

③再分别从A处注入含m mol NaOH的溶液及过量的MnSO₄溶液。

④完成上述操作后，下面应进行的操作是___________。

A．微热锥形瓶       B．夹紧止水夹a、b     C．充分振荡锥形瓶      D．继续通入N₂

（2）用I^-将生成的MnO(OH)₂再还原为Mn²⁺，反应的离子方程式为：MnO(OH)₂+2I^-+4H⁺=Mn²⁺+I₂+3H₂O

⑤接着④操作后，分别从A处注入足量NaI溶液及含n mol H₂SO₄的硫酸溶液。

⑥重复第④步操作。

（3）用Na₂S₂O₃标准溶液滴定（2）中生成的I₂，反应方程式为：I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆

⑦取下锥形瓶，向其中加入2～3滴__________作指示剂。

⑧用 0.005mol·L^－1 Na₂S₂O₃滴定至终点，终点现象_______________________。

（4）滴定过程中，滴定前后滴定管中的液面读数如图所示。

⑨经计算，此水样中氧（O₂）的含量为（单位：mg·L^－1）_______________。

Answer

（1）2Mn2++O2+4OH-=2Mn(OH)2（2分），①排出装置内的空气，减小误差（1分）④BC（2分）。（3）淀粉溶液（1分），最后一滴Na2S2O3溶液滴入，溶液蓝色消失且半分钟内不恢复（2分）。（4）⑨9.4mg·L-1（2分）

【解析】

试题分析：（1）溶解在水中的O2在碱性条件下将Mn2+氧化成MnO（OH）2，锰元素化合价升高2价，氧气化合价降低了4价，根据化合价升高降低相等配平反应的离子方程式为2Mn2++O2+4OH-=2Mn(OH)2；①由于测定的是水样中氧气含量，必须将装置中的空气赶走，避免干扰测定结果；④完成上述操作后，下面应进行的操作是夹紧止水夹a、b、充分振荡锥形瓶，答案选BC；

（3）⑦由于反应中有碘单质参与，利用碘遇到淀粉显示蓝色的特性，可以选用淀粉做指示剂；⑧碘遇分显蓝色，则终点实验现象是最后一滴Na2S2O3溶液滴入，溶液蓝色消失且半分钟内不恢复；⑨根据图2所示，滴定前读数为：1.50mL，滴定后为：6.2mL，消耗的硫代硫酸钠溶液的体积为：6.20mL-1.50mL=4.7mL，发生的反应有：2Mn2++O2+4OH-=2MnO（OH）2、MnO（OH）2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O、I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6，氧气反应的关系式为：O2～2MnO（OH）2～2I2～4Na2S2O3，1000mL水样中含有的氧气的物质的量是：n（O2）=1/4n（Na2S2O3）×1000/20=0.25×0.005mol•L-1×0.0047L×50=2.9375×10-4mol，氧气的质量为：2.4375×10-4mol×32g/mol=9.4mg，此水样中氧（O2）的含量为9.4mg•L-1。

考点：考查水样中氧气含量的测定实验设计