Question

化學(xué)需氧量（COD）是水體質(zhì)量的控制項(xiàng)目之一，它是量度水中還原性污染物的重要指標(biāo)．COD是把用強(qiáng)氧化劑（我國(guó)采用K₂Cr₂O₇）處理一定量水樣時(shí)所消耗的氧化劑的量，并換算成以O(shè)₂作為氧化劑時(shí)，1L水樣所消耗O₂的質(zhì)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(yīng)2小時(shí)．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(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式．
（2）計(jì)算20.00mL廢水所消耗的K₂Cr₂O₇的物質(zhì)的量．
（3）計(jì)算在廢水水樣的COD．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）K₂Cr₂O₇具有強(qiáng)氧化性，能將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為Cr³⁺，反應(yīng)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(jì)算剩余的K₂Cr₂O₇的物質(zhì)的量，進(jìn)而水樣消耗的n（K₂Cr₂O₇）；
（2）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算水樣的消耗氧氣的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算水樣的化學(xué)需氧量，據(jù)此判斷．

解答： 解：（1）K₂Cr₂O₇具有強(qiáng)氧化性，能將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為Cr³⁺，反應(yīng)方程式為：K₂Cr₂O₇+6（NH₄）₂Fe（SO₄）₂+7H₂SO₄=K₂SO₄+Cr₂（SO₄）₃+3Fe₂（SO₄）₃+6（NH₄）₂SO₄+7H₂O，
反應(yīng)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(zhì)的量為2×10^-4mol；
（3）根據(jù)電子電子轉(zhuǎn)移可知，水樣需要氧氣的物質(zhì)的量為：

1

4

×[2×10^-4mol×（6-3）×2]=3×10^-4mol，氧氣的質(zhì)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(xué)需氧量COD為480mg/L．

點(diǎn)評(píng)：本題以水體化學(xué)需氧量為載體，考查氧化還原滴定、氧化還原反應(yīng)計(jì)算，難度中等，側(cè)重學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力考查，體現(xiàn)化學(xué)的社會(huì)性．