Question

【題目】化學需氧量(chemical oxygen demand，簡稱COD)表示在強酸性條件下重鉻酸鉀氧化 1 L 污水中有機物所需的氧化劑的量，并換算成以氧氣為氧化劑時，1 L水樣所消耗O2的質量(mg·L-1)計算。COD小，水質好。某湖面出現赤潮，某化學興趣小組為測定其污染程度，用 1.176 g K2Cr2O7固體配制成 100 mL溶液，現取水樣20.00 mL，加入10.00 mL K2Cr2O7溶液，并加入適量酸和催化劑，加熱反應2 h。多余的K2Cr2O7用0.100 0 mol·L-1Fe(NH4)2(SO4)2溶液進行滴定，消耗Fe(NH4)2(SO4)2溶液的體積如下表所示。此時，發生的反應是CrO72-+6Fe2＋+14H+=2Cr3＋+6Fe3++7H2O。(已知K2Cr2O7和有機物反應時被還原為 Cr3+，K2Cr2O7的相對分子質量為294)

序號	起始讀數/mL	終點讀數/mL
1	0.00	12.10
2	1.26	13.16
3	1.54	14.64

(1)K2Cr2O7溶液的物質的量濃度為______mol·L-1。

(2)求該湖水的COD為______mg·L-1。

Answer 1

【答案】0.0400 480

【解析】

(1)根據n=及c=計算K2Cr2O7溶液的物質的量濃度；

(2)根據CrO72-+6Fe2++14H+=2Cr3＋+6Fe3++7H2O，計算剩余的K2Cr2O7的物質的量，進而計算水樣消耗的n(K2Cr2O7)；再根據電子轉移守恒計算水樣消耗氧氣的物質的量，及計算水樣的化學需氧量，據此解答。

(1)K2Cr2O7的摩爾質量為294 g/mol，則1.176 g K2Cr2O7固體的物質的量是n(K2Cr2O7)==0.0040 mol，由于配制成100 mL溶液，所以配制K2Cr2O7的溶液的物質的量濃度c(K2Cr2O7)==0.0400 mol/L；

(2)n(K2Cr2O7)=0.01 L×0.0400 mol/L=4×10-4 mol，三次實驗消耗溶液的體積分別是12.10 mL、11.90mL、13.10 mL，可見第三次實驗誤差較大，要舍去，則消耗溶液平均體積是V==12.00 mL、n(Fe2+)=12×10-3 L×0.10 mol/L=1.2×10-3 mol，由CrO72-+6Fe2＋+14H+=2Cr3＋+6Fe3++7H2O可知，剩余的n(K2Cr2O7)=n(Fe2+)=×1.2×10-3 mol=2×10-4 mol，則水樣消耗的n(K2Cr2O7)=4×10-4 mol-2×10-4 mol=2×10-4 mol，根據電子電子轉移可知，水樣需要氧氣的物質的量為n(O2)=×[2×10-4mol×(6-3)×2]=3×10-4 mol，氧氣的質量m(O2)=3×10-4 mol×32 g/mol=96×10-4 g=9.6 mg，故該水樣的化學需氧量COD==480 mg/L。