Question

15．化學(xué)耗氧量（Chemical Oxygen Demand，簡(jiǎn)稱COD），是一個(gè)量度水體受污染程度的重要指標(biāo)．廢水中的還原性物質(zhì)大部分是有機(jī)物，COD表示為氧化這些還原性物質(zhì)所需消耗的O₂的量（以mg•L^-1記）．下面是用KMnO₄法測(cè)定水樣中COD的實(shí)驗(yàn)：

已知：步驟 IV 的離子反應(yīng)為2MnO₄^-+5C₂C₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
（1）步驟Ⅱ滴定管中注入酸性高錳酸鉀前，先用蒸餾水洗凈，再用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗2-3次．
（2）步驟 IV實(shí)驗(yàn)過(guò)程中滴入第一滴Na₂C₂O₄溶液時(shí)褪色較慢，以后的滴定中褪色較快，原因是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成的Mn²⁺可作為反應(yīng)的催化劑．
（3）若步驟 IV所用Na₂C₂O₄溶液為20.00mL，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算該水樣的化學(xué)耗氧量COD（以mg•L^-1記）．寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程4mg/L．
（4）若實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果（COD值）比實(shí)際值偏高，可從以下兩個(gè)方面猜想：
猜想1：水樣中Cl^-影響；
猜想2：步驟 IV其他操作都正確，滴定終點(diǎn)俯（填“仰”“俯”）視讀數(shù)．

Answer 1

分析 （1）滴定管中注入酸性高錳酸鉀前應(yīng)先用蒸餾水洗滌，后再用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗2-3次；
（2）開(kāi)始較慢，隨后反應(yīng)速率加快說(shuō)明生成的錳離子起了催化作用；
（3）根據(jù)步驟IV滴定消耗的Na₂C₂O₄溶液的量計(jì)算過(guò)量的KMnO₄物質(zhì)的量，從而求出與水樣反應(yīng)的KMnO₄物質(zhì)的量，最后根據(jù)得失電子守恒再轉(zhuǎn)化成消耗氧氣的量；
（4）實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果比實(shí)際有機(jī)物含量偏高，可能是讀取數(shù)據(jù)時(shí)把滴定管中消耗溶液體積讀大了．

解答 解：（1）滴定管中注入酸性高錳酸鉀前應(yīng)先用蒸餾水洗滌，后再用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗2-3次；故答案為：用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗2-3次；
（2）步驟 IV實(shí)驗(yàn)過(guò)程中滴入第一滴Na₂C₂O₄溶液時(shí)褪色較慢，以后的滴定中褪色較快，說(shuō)明反應(yīng)中生成的錳離子對(duì)反應(yīng)起到催化劑的作用，
故答案為：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成的Mn²⁺可作為反應(yīng)的催化劑；
（3）設(shè)過(guò)量的KMnO₄物質(zhì)的量為x，
由2MnO₄^-+5C₂C₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
      2               5
     x            0.00500mol/L×0.02L
則x=$\frac{0.00500mol/L×0.02L×2}{5}$=4×10^-5mol
所以與水樣反應(yīng)的KMnO₄為0.00200mol/L×25×10^-3L-4×10^-5mol=10^-5mol
MnO₄^-生成Mn²⁺得5e^-，O₂生成H₂O得4e^-，根據(jù)得失電子守恒，與水樣反應(yīng)的KMnO₄轉(zhuǎn)化成消耗氧氣的量為=10^-5mol×$\frac{5}{4}$=1.25×10^-5mol，
化學(xué)耗氧量COD值為$\frac{1.25×10{\;}^{-5}mol×32g/mol×10{\;}^{3}mg}{0.1L}$=4mg/L，故答案為：4mg/L；
（4）實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果比實(shí)際有機(jī)物含量偏高，配制Na₂C₂O₄標(biāo)液定容時(shí)，可能是讀取數(shù)據(jù)時(shí)把滴定管中消耗溶液體積讀大了；
故答案為：俯．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)探究方法分析，過(guò)程理解應(yīng)用，主要是物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．