Question

【題目】水中的溶解氧的含量是衡量水質的一個重要指標，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20.00 mL水樣，再分別加入1 mL 0.1 mol L-1MnSO4溶液和3mL NaOH和KI的混合溶液，充分反應。此時發生反應的化學方程式為： Mn2++2OH-=Mn(OH)2↓ 2Mn(OH)2+ O2 =2MnO(OH)2

步驟二：向上述混合物中加入1.5 mL濃硫酸，充分反應后制沉淀完全溶解，此時溶液呈黃色。

步驟三：將溶液全部轉移到容量瓶中，向其中滴加23滴淀粉溶液，溶液呈藍色。用 0．005 mol L-1的Na2S2O3標準溶液滴定至藍色恰好消失，共消耗Na2S2O3標準溶液3.60 mL。此時發生反應為：

I2+2Na2S2O3= 2NaI + Na2S4O6

（1）25 ℃時，步驟一中當加入NaOH使溶液的pH = 12時,此時溶液中的c(Mn2+)=_________mol L-1 。 (已知 KspMn(OH)2 =2.06×10-13)

（2）寫出步驟二中所發生反應的化學方程式：______________________________。

（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

【答案】 2.06×10-9 MnO(OH)2+2H2SO4+2KI=MnSO4+K2SO4+I2+3H2O 由化學方程式可知:O24Na2S2O3

n(O2)=×0.005mol L-1×3.60×10-3L=4.5×10-6mol

溶解氧的含量==7.2 mg L-1

【解析】本題考查溶度積的計算、氧化還原反應方程式的書寫、化學計算等知識，（1）根據溶度積的表達式，Ksp=c(Mn2＋)×c2(OH－)，此時溶液的pH=12，即溶液中c(OH－)=10－2mol·L－1，c(Mn2＋)=Ksp/c2(OH－)=2.06×10－13/10－4=2.06×10－9mol·L－1；（2）根據步驟二現象加入濃硫酸后，沉淀溶解，且溶液顯黃色，說明I－轉化成I2，MnO(OH)2作氧化劑，被還原成Mn2＋，化合價降低2價，I－轉化成I2，化合價由－1價→0價，化合價共升高1價，最小公倍數為2，根據化合價的升降以及原子守恒，電荷守恒進行配平；因此化學反應方程式為MnO(OH)2+2H2SO4+2KI=MnSO4+K2SO4+I2+3H2O；（3）根據化學反應方程式，建立關系式：O2～4Na2S2O3，n(O2)=n(Na2S2O3)/4=3.6×10－3×0.005/4mol=4.5×10－6mol，即溶解氧的含量是4.5×10－6×32×10－3/20×10－3mg·L－1=7.2mg·L－1。