Question

【題目】化學(xué)小組用如下方法測定經(jīng)處理后的廢水中苯酚的含量（廢水中不含干擾測定的物質(zhì)）。

Ⅰ．用已準(zhǔn)確稱量的KBrO3固體配制一定體積的a mol·L1 KBrO3標(biāo)準(zhǔn)溶液；

Ⅱ．取v1 mL上述溶液，加入過量KBr，加HSO4酸化，溶液顏色呈棕黃色；

Ⅲ．向Ⅱ所得溶液中加入v2 mL廢水；

Ⅳ．向Ⅲ中加入過量KI；

Ⅴ．用b mol·L1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ⅳ中溶液至淺黃色時(shí)，滴加2滴淀粉溶液，繼續(xù)滴定至終點(diǎn)，共消耗Na2S2O3溶液v2 mL。

已知：I2+2Na2S2O3=2NaI+ Na2S4O6

Na2S2O3和Na2S4O6溶液顏色均為無色

（1）Ⅰ中配制溶液用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管和____________。

（2）Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_______________________________。

（3）Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________。

（4）Ⅳ中加KI前，溶液顏色須為黃色，原因是______________________________。

（5）KI與KBrO3物質(zhì)的量關(guān)系為n（KI）≥6n（KBrO3）時(shí)，KI一定過量，理由是________。

（6）Ⅴ中滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是_____________________________。

（7）廢水中苯酚的含量為___________g·L1（苯酚摩爾質(zhì)量：94 g·mol 1）。

（8）由于Br2具有____________性質(zhì)，Ⅱ~Ⅳ中反應(yīng)須在密閉容器中進(jìn)行，否則會(huì)造成測定結(jié)果偏高。

Answer 1

【答案】容量瓶、量筒 BrO3- + 5Br- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O Ⅱ中生成的Br2與廢水中苯酚完全反應(yīng)后，Ⅲ中溶液顏色為黃色，說明有Br2剩余，剩余Br2與過量KI反應(yīng)生成I2可利用后續(xù)滴定法測量，從而間接計(jì)算苯酚消耗的Br2 Ⅱ中反應(yīng)為KBrO3 + 5KBr + 3H2SO4=3K2SO4+ 3Br2 + 3H2O可知3n(KBrO3)=n(Br2)，Ⅱ中Br2部分與苯酚反應(yīng)，剩余溴在Ⅳ中反應(yīng)為Br2+2KI=I2+2KBr，若剩余溴完全反應(yīng)，則n(KI)≥ 2n(Br2)，推知n(KI)≥6n(KBrO3) 當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏?/span>Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且30s不變色 揮發(fā)

【解析】

本題考查氧化還原反應(yīng)滴定的綜合運(yùn)用。苯酚與溴反應(yīng)快速靈敏，但滴定終點(diǎn)難以判斷，因而制得一定量的溴分別與苯酚和KI反應(yīng)（溴須完全反應(yīng)完），而溴與KI反應(yīng)生成的I2與Na2S2O3進(jìn)行滴定分析，因而直接測出與KI反應(yīng)所消耗的溴，進(jìn)而計(jì)算出與苯酚反應(yīng)消耗的溴，最后根據(jù)苯酚與溴反應(yīng)的系數(shù)計(jì)算廢水中苯酚的濃度。

（1）準(zhǔn)確稱量KBrO3固體配置溶液所需的玻璃儀器有燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管，一定規(guī)格的容量瓶，因而該空填容量瓶、量筒；

（2）KBrO3溶液中加入KBr和H2SO4，溶液顏色呈棕黃色，說明生成Br2，根據(jù)缺項(xiàng)配平可知該離子方程式為BrO3- + 5Br- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O；

（3）苯酚和溴水反應(yīng)得到白色沉淀2,4,6-三溴苯酚，化學(xué)方程式為；

（4）該測量過程是利用一定量的溴分別與苯酚和KI反應(yīng)，注意溴須反應(yīng)完全，且一定量溴的總量已知，部分溴與KI反應(yīng)生成的I2可利用氧化還原滴定法測量，進(jìn)而計(jì)算出與KI反應(yīng)的溴的消耗量，將一定量溴減去與KI反應(yīng)的溴的消耗量，可得與苯酚反應(yīng)的溴的消耗量，因而一定量的溴與苯酚反應(yīng)完，必須有剩余的溴與KI反應(yīng)，Ⅲ中反應(yīng)結(jié)束時(shí)，若溶液顯黃色說明苯酚反應(yīng)完，且有溴剩余，以便與KI反應(yīng)，故原因?yàn)棰蛑猩�成�?/span>Br2與廢水中苯酚完全反應(yīng)后，Ⅲ中溶液顏色為黃色，說明有Br2剩余，剩余Br2與過量KI反應(yīng)，從而間接計(jì)算苯酚消耗的Br2；

（5）Ⅱ中反應(yīng)為KBrO3 + 5KBr + 3H2SO4=3K2SO4+ 3Br2 + 3H2O可知3n(KBrO3)=n1(Br2)，Ⅱ中Br2部分與苯酚反應(yīng)，剩余溴的量設(shè)為n2(Br2)（n1(Br2)>n2(Br2)）在Ⅳ中反應(yīng)為Br2+2KI=I2+2KBr，若剩余溴完全反應(yīng)，則n(KI)≥ 2n2(Br2)，推知n(KI)≥6n(KBrO3)；因而當(dāng)n(KI)≥6n(KBrO3)，KI一定過量；

（6）Ⅴ中含碘的溶液內(nèi)加入淀粉，溶液顯藍(lán)色，隨著Na2S2O3溶液滴入，藍(lán)色變淺直至消失，因而當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏?/span>Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且30s不變色；

（7）n(BrO3-)=av1×10-3mol，根據(jù)反應(yīng)BrO3- + 5Br- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O可知n(Br2)=3av1×10-3mol，溴分別與苯酚和KI反應(yīng)，先計(jì)算由KI消耗的溴的量，設(shè)為n1(Br2)，根據(jù)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，再計(jì)算由苯酚消耗的溴的量，設(shè)為n2(Br2)= n(Br2)- n1(Br2)=( 3av1-bv3) ×10-3mol，苯酚與溴水反應(yīng)的計(jì)量數(shù)關(guān)系為3Br2~C6H5OH，n(C6H5OH)=n2(Br2)=(av1-bv3)×10-3mol，廢水中苯酚的含量==mol；

（8）Ⅱ中生成的溴須被苯酚和KI完全反應(yīng)掉，而溴有揮發(fā)性，反應(yīng)時(shí)須在密閉容器中進(jìn)行。