(15 分)水中溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外…——2017 高考化学第 10 题答案解析

2017_新课标II卷

2017 全国 第 10 题 解答题 区分题
2017_新课标II卷

10.(15 分)水中溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下:

Ⅰ.取样、氧的固定

用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与 Mn(OH)<sub>2</sub>碱性悬浊液(含有KI)混合,反应生成MnO(OH) ,实现氧的固定。

Ⅱ.酸化,滴定

将固氧后的水样酸化, $\mathrm { M n O ~ \left( O H \right) \Sigma _ { 2 } }$ 被I﹣还原为 $\mathrm { M n } ^ { 2 + }$ ,在暗处静置 5min,然后用标准 ${ \mathrm { N a } } _ { 2 } { \mathrm { S } } _ { 2 } { \mathrm { O } } _ { 3 }$ 溶液滴定生成的 $\mathrm { I } _ { 2 } ( 2 \mathrm { S } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 3 } { } ^ { 2 - } + \mathrm { I } _ { 2 } { = } 2 \mathrm { I } ^ { - } + \mathrm { S } _ { 4 } \mathrm { O } _ { 6 } { } ^ { 2 - } )$ )。

回答下列问题:

(1)取水样时应尽量避免扰动水体表面,这样操作的主要目的是 使测定值与水体中的实际值保持一致,避免产生误差 。

(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为 $2 \mathrm { M n } \mathrm { ( O H ) } _ { 2 } \mathrm { + } \mathrm { O } _ { 2 } \mathrm { = } 2 \mathrm { M n O } \mathrm { ( O H ) } _ { 2 }$

③ ${ \mathrm { N a } } _ { 2 } { \mathrm { S } } _ { 2 } { \mathrm { O } } _ { 3 }$ 溶液不稳定,使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和 一定容积的容量瓶、胶头滴管、量筒 ;蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用,其目的是杀菌、除 氧气 及二氧化碳。

(4)取100.00mL水样经固氧、酸化后,用 $\mathrm { a \ m o l { \bullet } L ^ { - 1 } N a _ { 2 } S _ { 2 } O _ { 3 } }$ 溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,终点现象为 当滴入最后一滴时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内无变化 ;若消耗 ${ \mathrm { N a } } _ { 2 } { \mathrm { S } } _ { 2 } { \mathrm { O } } _ { 3 }$ 溶液的体积为 b mL,则水样中溶解氧的含量为 $8 0 \mathrm { a b } { \mathrm { ~ \textrm ~ { ~ ~ } ~ } } { \mathrm { m g } } \cdot { \mathrm { L } } ^ { - 1 }$

(5)上述滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测量结果偏 低 。(填“高”或“低”)

参考答案

使测定值与水体中的实际值保持一致,避免产生误差

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【考点】RD:探究物质的组成或测量物质的含量

【专题】542:化学实验基本操作;544:定量测定与误差分析

【分析】(1)采集的水样中溶解的氧气因外界条件(特别是温度和压强)改变其溶解度发生改变;

(2)“氧的固定”的方法是:用Mn(OH) 碱性悬浊液(含有KI)与水样混合,反应生成 $\mathrm { M n O ~ \left( O H \right) \Sigma _ { 2 } }$ ,实现氧的固定;

(3)物质的量浓度的配制实验,使用的仪器有:烧杯、玻璃棒、一定容积的容量瓶、胶头滴管、量筒;测水样中的氧,故避免使用的蒸馏水溶解有氧;

(4)碘遇淀粉变蓝色,故选择淀粉作指示剂,当溶液由蓝色变为无色,且半分钟颜色不再变化说明滴定到达终点;根据方程式中 $\mathrm { I } _ { 2 } \setminus \ \mathrm { S } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 3 } { } ^ { 2 }$ ﹣之间的关系式计算;

(5)根据 $\textbf { n } ( \mathbf O _ { 2 } ) \ = \frac { \mathbf b \times 1 0 ^ { - 3 } \times \mathsf { a } } { \mathsf { q } } \mathrm { m o l }$ 分析,不当操作对 b 的影响,以此判断测量结果的误差;

【解答】解:(1)取水样时扰动水体表面,这样操作会使氧气溶解度减小,为此,取水样时应尽量避免扰动水体表面,这样操作的主要目的是使测定值与水体中的实际值保持一致,避免产生误差,

故答案为:使测定值与水体中的实际值保持一致,避免产生误差;

(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为: $2 \mathrm { M n ~ ( O H ) } _ { 2 } + \mathrm { O } _ { 2 } { = } 2 \mathrm { M n O } \mathrm { ( O H ) } _ { 2 }$ 故答案为: $2 \mathrm { M n ~ ( O H ) } _ { 2 } + \mathrm { O } _ { 2 } { = } 2 \mathrm { M n O } \mathrm { ( O H ) } _ { 2 } ;$

(3)物质的量浓度的配制实验,使用的仪器有:烧杯、玻璃棒、一定容积的容量瓶、胶头滴管、量筒;蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用,其目的是杀菌、除氧气及二氧化碳,

故答案为:一定容积的容量瓶、胶头滴管、量筒;氧气;

(4)碘遇淀粉变蓝色,故选择淀粉作指示剂,当溶液由蓝色变为无色,且半分钟颜色不再变化说明滴定到达终点;根据方程式, $\mathrm { O } _ { 2 } { \sim } 2 \mathrm { I } _ { 2 } { \sim } 4 \mathrm { S } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 3 } { } ^ { 2 }$ 得 $\textbf { n } ( \mathbf { O } _ { 2 } )$ $= \frac { { \mathrm { b } } \times 1 0 ^ { - 3 } \times { \tt a } } { 4 } { \mathrm { m o l } } , { \mathrm { m } } { \mathrm { ( } } { \bf Q } _ { 2 } { \mathrm { ) } } = \frac { { \mathrm { b } } \times 1 0 ^ { - 3 } \times { \tt a } } { 4 } { \mathrm { m o l } } \times 3 2 { \mathrm { g } } / { \mathrm { m o l } } = 8 { \mathrm { a b m g } }$ ,则水样中溶解氧的含量为: $\frac { 8 \mathsf { a b m g } } { \mathsf { 0 . 1 L } } \mathrm { = } 8 0 \mathsf { a b m g }$ 。L﹣<sup>1</sup>,

故答案为:当滴入最后一滴时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内无变化;

80abmg。L﹣<sup>1</sup>;

(5)根据 $\textbf { n } ( \mathbf O _ { 2 } ) \ = \frac { \mathbf b \times 1 0 ^ { - 3 } \times \mathsf { a } } { 4 } \mathrm { m o l }$ 分析,不当操作对b的影响,b值减小,则会导致测量结果偏低,

故答案为:低。

【点评】本题主要考查了杂质离子的检测实验设计及其滴定法测定含量的过程,有关信息应用和化学方程式的计算,实验步骤判断是解题关键,题目难度中等。

[化学--选修 3:物质结构与性质]

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