Question

【題目】工業(yè)上處理含苯酚廢水的過程如下。回答下列問題：

I.測定廢水中苯酚的含量。

測定原理：+3Br2→↓+3HBr

測定步驟：

步驟1:準(zhǔn)確量取25.00mL待測廢水于250mL錐形瓶中。

步驟2:將5.00mLamol/L濃溴水（過量）迅速加入到錐形瓶中，塞緊瓶塞，振蕩。

步驟3:打開瓶塞，向錐形瓶中迅速加入bmL0.10mol/LKI溶液（過量），塞緊瓶塞，振蕩。

步驟4:以淀粉作指示劑，用0.010mol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液V1mL。（反應(yīng)原理：I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)

把待測廢水換為蒸餾水，重復(fù)上述各步驟（即進行空白實驗），消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液V2mL(以上數(shù)據(jù)均已扣除干擾因素）。

（1）步驟1中量取待測廢水所用儀器是_________。

（2）步驟2中塞緊瓶塞的原因是_________。

（3）步驟4中滴定終點的現(xiàn)象為_________。

（4）該廢水中苯酚的含量為_________mg/L(用含V1、V2的代數(shù)式表示）。

（5）如果“步驟4”滴定至終點時仰視讀數(shù)，則測得消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積_____V1mL(填“偏大”、“偏小”或“無影響”，下同）；如果空白實驗中的“步驟2”忘記塞緊瓶塞，則測得的廢水中苯酚的含量_________。

II.處理廢水。

采用Ti基PbO2為陽極，不銹鋼為陰極，含苯酚的廢水為電解液，通過電解，陽極上產(chǎn)生羥基（OH)，陰極上產(chǎn)生H2O2。通過交替排列的陰陽兩極的協(xié)同作用，在各自區(qū)域?qū)⒈椒由疃妊趸癁?/span>CO2和H2O。

（6）寫出陽極的電極反應(yīng)式：_________。

（7）寫出苯酚在陰極附近被H2O2深度氧化的化學(xué)方程式：_________。

Answer 1

【答案】酸式滴定管 防止溴單質(zhì)揮發(fā) 滴入一滴溶液后，錐形瓶內(nèi)溶液藍色恰好褪去，且半分鐘不恢復(fù)原色 偏大 偏小 H2O-e-=H++·OH C6H5OH+14H2O2=6CO2↑+17H2O

【解析】

向呈有待測廢水加入濃溴水反應(yīng)后得到三溴苯酚的沉淀，再加入KI溶液與剩下的Br2發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到I2，方程式為Br2+2I-=I2+2Br-，再用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定I2，可根據(jù)消耗的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積和濃度算出溶液中剩余的Br2的物質(zhì)的量。再設(shè)置一個空白實驗測出濃溴水的物質(zhì)的量，用Br2總的物質(zhì)的量-剩余Br2的物質(zhì)的量即可得出與苯酚反應(yīng)的Br2的物質(zhì)的量，再結(jié)合反應(yīng)方程式得到苯酚的物質(zhì)的量，從而求出廢水中苯酚的含量，結(jié)合實驗基本操作及注意事項解答問題。

(1)由于苯酚顯酸性，因此含苯酚的廢水為酸性，“步驟1”中準(zhǔn)確量取廢水時所用的儀器可選用酸式滴定管，故答案為：酸式滴定管；

(2)由于溴單質(zhì)易揮發(fā)，因此可采用塞進瓶塞、迅速加入試劑等方法防止其揮發(fā)，故答案為：防止溴單質(zhì)揮發(fā)；

(3)用0.01mol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，由于Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液會反應(yīng)I2，加入的淀粉遇I2變成藍色，所以滴定終點的現(xiàn)象為滴入一滴溶液后，錐形瓶內(nèi)溶液藍色恰好褪去，且半分鐘不恢復(fù)原色，故答案為：滴入一滴溶液后，錐形瓶內(nèi)溶液藍色恰好褪去，且半分鐘不恢復(fù)原色；

(4)根據(jù)反應(yīng)方程式可得各物質(zhì)的物質(zhì)的量關(guān)系式：

剩下的濃溴水中Br2的物質(zhì)的量為0.005V1mmol，將待測廢液換成蒸餾水時，5mL amol/L的濃溴水中Br2的物質(zhì)的量為0.005V2mmol，則與苯酚參與反應(yīng)的Br2的物質(zhì)的量為0.005(V2-V1)mmol，根據(jù)方程式+3Br2→↓+3HBr，可得苯酚的物質(zhì)的量為mmol，質(zhì)量為mg，則該廢水中苯酚的含量為，故答案為：；

(5)如果步驟4滴定終點時仰視讀數(shù)，讀得的體積偏大，則消耗的Na2S2O3的體積偏大；若空白試驗的步驟2中忘記塞進瓶塞，溴單質(zhì)揮發(fā)，導(dǎo)致最終消耗的Na2S2O3的體積偏小，則測得苯酚的含量偏小，故答案為：偏大；偏小；

(6)由題干信息可知，Ti基PbO2為陽極，則陽極H2O失去電子產(chǎn)生·OH，電極反應(yīng)式為H2O-e-=H++·OH，故答案為：H2O-e-=H++·OH；

(7)根據(jù)題干信息可知，苯酚被陰極產(chǎn)生的H2O2深度氧化產(chǎn)生CO2和H2O，由氧化還原反應(yīng)規(guī)律得到其反應(yīng)方程式式為C6H5OH+14H2O2=6CO2↑+17H2O，故答案為：C6H5OH+14H2O2=6CO2↑+17H2O。