Question

化學需氧量（COD）是水體質量的控制項目之一，它是量度水中還原性污染物的重要指標．COD是把用強氧化劑（我國采用K₂Cr₂O₇）處理一定量水樣時所消耗的氧化劑的量，并換算成以O₂作為氧化劑時，1L水樣所消耗O₂的質量（mg/L）．現(xiàn)有某廢水樣品20.00mL，加入10.00mL 0.0400mol/L K₂Cr₂O₇溶液，并加入適量酸和催化劑，加熱反應2小時．在指示劑存在下用0.100mol/L Fe（NH₄）₂（SO₄）₂溶液滴定多余的K₂Cr₂O₇，共用去Fe（NH₄）₂（SO₄）₂溶液12.00mL．
（1）寫出K₂Cr₂O₇與Fe（NH₄）₂（SO₄）₂在H₂SO₄存在下反應的化學方程式或離子方程式．
（2）計算20.00mL廢水所消耗的K₂Cr₂O₇的物質的量．
（3）計算在廢水水樣的COD．

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：（1）K₂Cr₂O₇具有強氧化性，能將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為Cr³⁺，反應離子方程式為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
（2）根據(jù)Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，計算剩余的K₂Cr₂O₇的物質的量，進而水樣消耗的n（K₂Cr₂O₇）；
（2）根據(jù)電子轉移守恒計算水樣的消耗氧氣的物質的量，進而計算水樣的化學需氧量，據(jù)此判斷．

解答： 解：（1）K₂Cr₂O₇具有強氧化性，能將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為Cr³⁺，反應方程式為：K₂Cr₂O₇+6（NH₄）₂Fe（SO₄）₂+7H₂SO₄=K₂SO₄+Cr₂（SO₄）₃+3Fe₂（SO₄）₃+6（NH₄）₂SO₄+7H₂O，
反應離子方程式為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案為：K₂Cr₂O₇+6（NH₄）₂Fe（SO₄）₂+7H₂SO₄=K₂SO₄+Cr₂（SO₄）₃+3Fe₂（SO₄）₃+6（NH₄）₂SO₄+7H₂O；Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（2）n（K₂Cr₂O₇）=0.01L×0.04000mol/L=4×10^-4mol，
n（Fe²⁺）=12×10^-3L×0.1mol/L=1.2×10^-3mol，
由Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O可知，剩余的n（K₂Cr₂O₇）=

1

6

×1.2×10^-3mol=2×10^-4mol
水樣消耗的n（K₂Cr₂O₇）=4×10^-4mol-2×10^-4mol=2×10^-4mol，
答：20.00mL廢水所消耗的K₂Cr₂O₇的物質的量為2×10^-4mol；
（3）根據(jù)電子電子轉移可知，水樣需要氧氣的物質的量為：

1

4

×[2×10^-4mol×（6-3）×2]=3×10^-4mol，氧氣的質量為3×10^-4mol×32g/mol=96×10^-4g=9.6mg，
故該水樣的需氧量為

9.6mg

0.02L

=480mg/L，
答：該水樣的化學需氧量COD為480mg/L．

點評：本題以水體化學需氧量為載體，考查氧化還原滴定、氧化還原反應計算，難度中等，側重學生對數(shù)據(jù)的處理能力考查，體現(xiàn)化學的社會性．