化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯*的含量(废水中不含干扰测定的物质)。Ⅰ.用已准确称量的KBrO3固体...
问题详情:
化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯*的含量(废水中不含干扰测定的物质)。
Ⅰ.用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的a mol·L−1 KBrO3标准溶液;
Ⅱ.取v1 mL上述溶液,加入过量KBr,加H2SO4*化,溶液颜*呈棕黄*;
Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入v2 mL废水;
Ⅳ.向Ⅲ中加入过量KI;
Ⅴ.用b mol·L−1 Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄*时,滴加2滴淀粉溶液,继续滴定至终点,共消耗Na2S2O3溶液v2 mL。
已知:I2+2Na2S2O3=2NaI+ Na2S4O6
Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜*均为无*
(1)Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和____________。
(2)Ⅰ中发生反应的离子方程式是_______________________________。
(3)Ⅲ中发生反应的化学方程式是_________________________________。
(4)Ⅳ中加KI前,溶液颜*须为黄*,原因是______________________________。
(5)KI与KBrO3物质的量关系为n(KI)≥6n(KBrO3)时,KI一定过量,理由是________。
(6)Ⅴ中滴定至终点的现象是_____________________________。
(7)废水中苯*的含量为___________g·L−1(苯*摩尔质量:94 g·mol −1)。
(8)由于Br2具有____________*质,Ⅱ~Ⅳ中反应须在密闭容器中进行,否则会造成测定结果偏高。
【回答】
容量瓶、量筒 BrO3- + 5Br- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O Ⅱ中生成的Br2与废水中苯*完全反应后,Ⅲ中溶液颜*为黄*,说明有Br2剩余,剩余Br2与过量KI反应生成I2可利用后续滴定法测量,从而间接计算苯*消耗的Br2 Ⅱ中反应为KBrO3 + 5KBr + 3H2SO4=3K2SO4+ 3Br2 + 3H2O可知3n(KBrO3)=n(Br2),Ⅱ中Br2部分与苯*反应,剩余溴在Ⅳ中反应为Br2+2KI=I2+2KBr,若剩余溴完全反应,则n(KI)≥ 2n(Br2),推知n(KI)≥6n(KBrO3) 当滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时,溶液由蓝*变为无*,且30s不变* 挥发
【解析】
本题考查氧化还原反应滴定的综合运用。苯*与溴反应快速灵敏,但滴定终点难以判断,因而制得一定量的溴分别与苯*和KI反应(溴须完全反应完),而溴与KI反应生成的I2与Na2S2O3进行滴定分析,因而直接测出与KI反应所消耗的溴,进而计算出与苯*反应消耗的溴,最后根据苯*与溴反应的系数计算废水中苯*的浓度。
【详解】
(1)准确称量KBrO3固体配置溶液所需的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管,一定规格的容量瓶,因而该空填容量瓶、量筒;
(2)KBrO3溶液中加入KBr和H2SO4,溶液颜*呈棕黄*,说明生成Br2,根据缺项配平可知该离子方程式为BrO3- + 5Br- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O;
(3)苯*和溴水反应得到白*沉淀2,4,6-三溴苯*,化学方程式为;
(4)该测量过程是利用一定量的溴分别与苯*和KI反应,注意溴须反应完全,且一定量溴的总量已知,部分溴与KI反应生成的I2可利用氧化还原滴定法测量,进而计算出与KI反应的溴的消耗量,将一定量溴减去与KI反应的溴的消耗量,可得与苯*反应的溴的消耗量,因而一定量的溴与苯*反应完,必须有剩余的溴与KI反应,Ⅲ中反应结束时,若溶液显黄*说明苯*反应完,且有溴剩余,以便与KI反应,故原因为Ⅱ中生成的Br2与废水中苯*完全反应后,Ⅲ中溶液颜*为黄*,说明有Br2剩余,剩余Br2与过量KI反应,从而间接计算苯*消耗的Br2;
(5)Ⅱ中反应为KBrO3 + 5KBr + 3H2SO4=3K2SO4+ 3Br2 + 3H2O可知3n(KBrO3)=n1(Br2),Ⅱ中Br2部分与苯*反应,剩余溴的量设为n2(Br2)(n1(Br2)>n2(Br2))在Ⅳ中反应为Br2+2KI=I2+2KBr,若剩余溴完全反应,则n(KI)≥ 2n2(Br2),推知n(KI)≥6n(KBrO3);因而当n(KI)≥6n(KBrO3),KI一定过量;
(6)Ⅴ中含*的溶液内加入淀粉,溶液显蓝*,随着Na2S2O3溶液滴入,蓝*变浅直至消失,因而当滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时,溶液由蓝*变为无*,且30s不变*;
(7)n(BrO3-)=av1×10-3mol,根据反应BrO3- + 5Br- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O可知n(Br2)=3av1×10-3mol,溴分别与苯*和KI反应,先计算由KI消耗的溴的量,设为n1(Br2),根据I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6可知I2~2Na2S2O3,又Br2+2I-=I2+2Br-可知Br2~ I2,可得Br2~2Na2S2O3,n(Na2S2O3)= bv3×10-3mol,n1(Br2)=bv3×10-3mol,再计算由苯*消耗的溴的量,设为n2(Br2)= n(Br2)- n1(Br2)=( 3av1-bv3) ×10-3mol,苯*与溴水反应的计量数关系为3Br2~C6H5OH,n(C6H5OH)=n2(Br2)=(av1-bv3)×10-3mol,废水中苯*的含量==mol;
(8)Ⅱ中生成的溴须被苯*和KI完全反应掉,而溴有挥发*,反应时须在密闭容器中进行。
知识点:*碱中和滴定
题型:实验,探究题
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