备考2025届高考化学一轮复习强化训练第十章化学实验基础第5讲物质的检测综合实验素养：定量定性分析-水体污染与防治

素养：定量、定性分析——水体污染与防治命题特点：滴定法测定工业废水中的金属离子含量。干脆滴定法→间接滴定法→过量滴定法→空白比照滴定法→电位滴定法→双指示剂滴定法→混合物滴定法→协作物滴定法。水体污染简洁地说，是指大量污染物进入水体，其含量超过水体的本底值或水体的自净实力，造成水质恶化，从而破坏了水体的正常功能。1.水体污染的分类2.污水的处理方法常用的有物理法、化学法和生物法等。例如，加入硫酸亚铁、硫酸铝、聚合氯化铝等混凝剂，可使污水中的细小悬浮物等聚集成较大的颗粒，然后经沉淀、过滤除去。对其他溶解在水中的污染物，则要依据其化学性质接受中和法、氧化还原法和沉淀法等进行处理。1.[重金属污染]试验探究：测定某工业废水中铬的含量。步骤Ⅰ.取25.00mL废水（含有确定量K2Cr2O7和K2CrO4）于100mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，移取25.00mL稀释后的废水于锥形瓶中，加入适量稀硫酸酸化。步骤Ⅱ.加入稍过量的碘化钾溶液，滴入几滴指示剂。步骤Ⅲ.用0.1000mol·L－1Na2S2O3溶液滴定（I2＋2Na2S2O32NaI＋Na2S4O6），记录滴定前和滴定终点数据。步骤Ⅳ.……步骤Ⅴ.处理数据；并将上述反应后溶液进行处理（防止铬的污染并对资源回收利用）。（1）步骤Ⅰ加入适量稀硫酸酸化发生反应的离子方程式是2CrO42－＋2H＋⇌Cr2O72－＋H2O，也为步骤Ⅱ供应了酸性环境；步骤Ⅱ的指示剂为淀粉溶液；步骤Ⅲ（2）0.1000mol·L－1Na2S2O3溶液装在碱式（填“酸式”或“碱式”）滴定管中。若滴定终点时消耗0.1000mol·L－1Na2S2O3溶液的体积为12.50mL。计算工业废水中铬元素的含量约为3.47g·L－1（保留3位有效数字）。（3）误差分析：若盛装Na2S2O3溶液的滴定管没有润洗，测定结果会偏大（填“偏大”“偏小”或“不变”，下同）；若步骤Ⅰ加入稀硫酸酸化过量（溶液pH过低），测定结果会偏大。解析（1）步骤Ⅰ加入适量稀硫酸发生反应的离子方程式为2CrO42－＋2H＋⇌Cr2O72－＋H2O，步骤Ⅱ加入KI，步骤Ⅲ发生反应I2＋2Na2S2O32NaI＋Na2S4O6，加入的指示剂为淀粉溶液，步骤Ⅲ滴定终点的现象为溶液颜色由蓝色恰好变为无色且半分钟内不复原原色。（2）Na2S2O3溶液显碱性，应盛在碱式滴定管中；由得失电子守恒可得关系式Cr2O72－～6I－～3I2～6Na2S2O3，则25.00mL废水中铬元素的质量为12.50×10－3L×0.1000mol·L－16×2×100mL25.00mL×52g·mol－1＝0.263g，该废水中铬元素的含量为0.263g25×10－3L≈3.47g·L－1。（32.[有机物污染][北京高考]化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量（废水中不含干扰测定的物质）。Ⅰ.用已精确称量的KBrO3固体配制确定体积的amol·L－1KBrO3标准溶液；Ⅱ.取v1mL上述溶液，加入过量KBr，加H2SO4酸化，溶液颜色呈棕黄色；Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入v2mL废水；Ⅳ.向Ⅲ中加入过量KI；Ⅴ.用bmol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时，滴加2滴淀粉溶液，接着滴定至终点，共消耗Na2S2O3溶液v3mL。已知：I2＋2Na2S2O32NaI＋Na2S4O6Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色（1）Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和容量瓶。（2）Ⅱ中发生反应的离子方程式是BrO3－＋5Br－＋6H＋3Br2＋3H2O（3）Ⅲ中发生反应的化学方程式是＋3Br2↓＋3HBr。（4）Ⅳ中加KI前，溶液颜色须为黄色，缘由是Br2过量，保证苯酚完全反应。（5）KI与KBrO3物质的量关系为n（KI）≥6n（KBrO3）时，KI确定过量，理由是反应物用量存在关系：KBrO3～3Br2～6KI，若无苯酚时，消耗KI物质的量是KBrO3物质的量的6倍，因有苯酚消耗Br2，所以当n（KI）≥6n（KBrO3）时，KI确定过量。（6）Ⅴ中滴定至终点的现象是溶液蓝色恰好消逝且半分钟内不复原原色。（7）废水中苯酚的含量为（6av1－bv3）（8）由于Br2具有易挥发性质，Ⅱ～Ⅳ中反应须在密闭容器中进行，否则会造成测定结果偏高。解析（1）配制确定物质的量浓度的溶液须要用容量瓶进行定容。（2）Ⅱ中Br－与BrO3－在酸性条件下发生氧化还原反应生成Br2、H2O，离子方程式为5Br－＋BrO3－＋6H＋3Br2＋3H2O。（3）废水中含有苯酚，苯酚与Br2发生取代反应生成三溴苯酚，化学方程式为＋3Br2↓＋3HBr。（4）本试验的目的是测定经处理后的废水中的苯酚含量，苯酚需完全反应，剩余的Br2可通过滴定原理测定，所以在加入KI之前，溶液颜色须为黄色，以确保Br2过量，苯酚完全反应。（5）依据得失电子守恒，当n（KI）∶n（KBrO3）＝6∶1时，KI恰好与步骤Ⅱ中生成的Br2完全反应，而步骤Ⅱ中苯酚会消耗Br2，所以当n（KI）≥6n（KBrO3）时，KI确定过量。（6）滴定时用淀粉作指示剂，当达到滴定终点时，溶液蓝色恰好消逝且半分钟内不复原原色。（7）