内容正文:
《化学分析技术》(化工版)
项目十一 化学需氧量的测定
考试时间:60分钟 满分:100分
班级________ 姓名________ 学号________ 成绩________
一、单选题(本题共15道小题,每题2分,共30分)
1. 化学需氧量(COD)是1L水中还原性物质在一定条件下被氧化时所消耗的( )
A. 酸含量
B. 氧含量
C. 碱含量
D. 碳含量
2. 水中的还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐和( )
A. 氯化物
B. 硫化物
C. 氧化物
D. 碳酸盐
3. KMnO₄法测定化学需氧量CODMn,只适用于的水样是( )
A. 严重污染的水样
B. 工业废水
C. 较为清洁的水样
D. 任意水样
4. 配制COD测定用高锰酸钾标准溶液时,稀释应用的水是( )
A. 煮沸后的自来水
B. 刚烧开的开水
C. 冷却后的矿泉水
D. 新煮沸且冷却的蒸馏水
5. 标定KMnO₄时,准确称取0.25×(1±10%)g基准物质Na₂C₂O₄溶解后,定量转移至的容器是( )
A. 250mL容量瓶
B. 500mL容量瓶
C. 250mL锥形瓶
D. 100mL小烧杯
6. 标定KMnO₄时,移取25.00mL草酸钠溶液于锥形瓶后,加入的蒸馏水体积为( )
A. 25mL
B. 150mL
C. 100mL
D. 50mL
7. 标定KMnO₄,滴定至溶液呈淡粉红色后应保持( )
A. 15s
B. 30s
C. 60s
D. 5s
8. 标定KMnO₄标准溶液,平行测定的次数为( )
A. 3次
B. 5次
C. 4次
D. 2次
9. 测定化学需氧量时,移取50mL水样于锥形瓶后加入的3mol/L硫酸溶液体积为( )
A. 10mL
B. 20mL
C. 5mL
D. 15mL
10. 测定化学需氧量时,准确加入的0.01mol/L高锰酸钾标准滴定溶液体积为( )
A. 5.00mL
B. 20.00mL
C. 10.00mL
D. 15.00mL
11. 水样加KMnO₄在电炉上慢慢加热至沸腾后,应再煮沸的时间为( )
A. 5min
B. 10min
C. 15min
D. 2min
12. 测定COD时,若水样煮沸后为无色,说明水样中还原性物质含量较多,此时应( )
A. 立即停止本次测定
B. 减少水样重新测定
C. 加入草酸钠标准溶液
D. 再加10.00mL KMnO₄标准溶液
13. 取下锥形瓶趁热加入草酸钠标准溶液摇匀后,此时溶液应呈( )
A. 无色
B. 粉红色
C. 红色
D. 黄色
14. 化学需氧量的测定,平行测定的次数为( )
A. 4次
B. 5次
C. 3次
D. 2次
15. 用重铬酸钾标准溶液氧化水中的还原性物质计算得水体中的化学需氧量,称为( )
A. CODcr
B. CODMn
C. 高锰酸盐指数
D. BOD
二、填空题(本题共5道小题,每题4分,共20分)
16. 化学需氧量(COD)是1L水中______物质(无机的或有机的)在一定条件下被氧化时所消耗的______含量,通常用CODMn(O₂,mg/L)表示。
17. 标定KMnO₄标准溶液,准确移取25.00mL草酸钠溶液于250mL锥形瓶中,加______mL蒸馏水,再加入______mL 3mol/L的H₂SO₄溶液。
18. 测定化学需氧量,移取50mL水样于锥形瓶中,加10mL 3mol/L硫酸溶液,再准确加入10.00mL 0.01mol/L高锰酸钾标准滴定溶液,在电炉上慢慢加热至沸腾后,再煮沸______min,水样应为粉红色或______色。
19. 取下锥形瓶,趁热加入约为0.01mol/L的草酸钠标准溶液,摇匀,此时溶液应呈______色,用KMnO₄标准溶液滴至______色为终点。
20. 高锰酸盐指数是反映水体中有机物及无机可氧化物质污染的常用指标,以往称为______;用重铬酸钾标准溶液氧化水中的还原性物质计算得水体中的化学需氧量,称为______。
三、判断题(本题共10道小题,每题2分,共20分)
21. 化学需氧量是1L水中还原性物质在一定条件下被氧化时所消耗的氧含量。( )
22. 配制COD测定用高锰酸钾标准溶液时,可用自来水直接稀释。( )
23. KMnO₄法测定化学需氧量CODMn适用于地表水、饮用水和生活污水中COD含量的测定。( )
24. 标定KMnO₄标准溶液时,近终点应加热至85℃。( )
25. COD测定中,加热速度要快,即使暴沸也不会影响测定结果。( )
26. COD测定中,水样煮沸时间越短越好,2min即可。( )
27. COD测定中,加入草酸钠时,温度要控制在60~80℃,温度过低反应速率慢。( )
28. COD测定中,滴定时滴1~2滴高锰酸钾红色褪去后,可加快滴定速度。( )
29. 高锰酸盐指数是反映水体中重金属污染程度的指标。( )
30. CODcr是用重铬酸钾标准溶液氧化水中的还原性物质计算得水体中的化学需氧量。( )
四、问答题(本题共3道小题,每题10分,共30分)
31. 用Na₂C₂O₄标定KMnO₄标准溶液时,为什么必须在H₂SO₄存在下进行?可否用HCl或HNO₃溶液?酸度过高、过低对标定结果有何影响?
32. 测定水中COD的意义是什么?测定原理是什么?
33. 称取0.2015g基准试剂Na₂C₂O₄,溶于水后,加入适量H₂SO₄酸化,然后在加热情况下用KMnO₄溶液滴定,用去28.15mL。求KMnO₄溶液的物质的量浓度。
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《化学分析技术》(化工版)
项目十一 化学需氧量的测定
考试时间:60分钟 满分:100分
班级________ 姓名________ 学号________ 成绩________
一、单选题(本题共15道小题,每题2分,共30分)
1. 化学需氧量(COD)是1L水中还原性物质在一定条件下被氧化时所消耗的( )
A. 酸含量
B. 氧含量
C. 碱含量
D. 碳含量
【答案】B
【解析】化学需氧量(COD)是1L水中还原性物质(无机的或有机的)在一定条件下被氧化时所消耗的氧含量,它是反映水体被还原性物质污染的主要指标。
2. 水中的还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐和( )
A. 氯化物
B. 硫化物
C. 氧化物
D. 碳酸盐
【答案】B
【解析】水中的还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐和硫化物等,但多数水受有机物污染极为普遍,因此化学需氧量可作为有机物污染程度的指标。
3. KMnO₄法测定化学需氧量CODMn,只适用于的水样是( )
A. 严重污染的水样
B. 工业废水
C. 较为清洁的水样
D. 任意水样
【答案】C
【解析】KMnO₄法测定化学需氧量CODMn适用于地表水、饮用水和生活污水中COD含量的测定,但只适用于较为清洁水样的测定。
4. 配制COD测定用高锰酸钾标准溶液时,稀释应用的水是( )
A. 煮沸后的自来水
B. 刚烧开的开水
C. 冷却后的矿泉水
D. 新煮沸且冷却的蒸馏水
【答案】D
【解析】配制COD测定用高锰酸钾标准溶液,量取标准溶液50mL,以新煮沸且冷却的蒸馏水稀释至500mL,备用。
5. 标定KMnO₄时,准确称取0.25×(1±10%)g基准物质Na₂C₂O₄溶解后,定量转移至的容器是( )
A. 250mL容量瓶
B. 500mL容量瓶
C. 250mL锥形瓶
D. 100mL小烧杯
【答案】A
【解析】标定KMnO₄标准溶液,准确称取0.25×(1±10%)g基准物质Na₂C₂O₄(准确至0.0001g)置于100mL小烧杯中,加适量蒸馏水溶解后,定量转移至250mL容量瓶中,以水稀释至刻度。
6. 标定KMnO₄时,移取25.00mL草酸钠溶液于锥形瓶后,加入的蒸馏水体积为( )
A. 25mL
B. 150mL
C. 100mL
D. 50mL
【答案】D
【解析】标定KMnO₄时,准确移取25.00mL草酸钠溶液于250mL锥形瓶中,加50mL蒸馏水,再加入10mL 3mol/L的H₂SO₄溶液,用配制好的高锰酸钾溶液滴定。
7. 标定KMnO₄,滴定至溶液呈淡粉红色后应保持( )
A. 15s
B. 30s
C. 60s
D. 5s
【答案】B
【解析】标定KMnO₄时,近终点加热至65℃继续滴定至溶液呈淡粉红色,并保持30s,记录消耗KMnO₄溶液的体积,同时做空白实验。
8. 标定KMnO₄标准溶液,平行测定的次数为( )
A. 3次
B. 5次
C. 4次
D. 2次
【答案】C
【解析】标定KMnO₄标准溶液,滴定至溶液呈淡粉红色并保持30s,平行测定4次,同时做空白实验。
9. 测定化学需氧量时,移取50mL水样于锥形瓶后加入的3mol/L硫酸溶液体积为( )
A. 10mL
B. 20mL
C. 5mL
D. 15mL
【答案】A
【解析】测定化学需氧量,移取50mL水样于锥形瓶中,加10mL 3mol/L硫酸溶液,再准确加入10.00mL 0.01mol/L高锰酸钾标准滴定溶液。
10. 测定化学需氧量时,准确加入的0.01mol/L高锰酸钾标准滴定溶液体积为( )
A. 5.00mL
B. 20.00mL
C. 10.00mL
D. 15.00mL
【答案】C
【解析】测定化学需氧量,移取50mL水样于锥形瓶中,加10mL 3mol/L硫酸溶液,再准确加入10.00mL 0.01mol/L高锰酸钾标准滴定溶液。
11. 水样加KMnO₄在电炉上慢慢加热至沸腾后,应再煮沸的时间为( )
A. 5min
B. 10min
C. 15min
D. 2min
【答案】A
【解析】水样加KMnO₄溶液在电炉上慢慢加热至沸腾后,再煮沸5min,水样应为粉红色或红色。煮沸时间不能少于5min,以使高锰酸钾与还原性物质反应完全。
12. 测定COD时,若水样煮沸后为无色,说明水样中还原性物质含量较多,此时应( )
A. 立即停止本次测定
B. 减少水样重新测定
C. 加入草酸钠标准溶液
D. 再加10.00mL KMnO₄标准溶液
【答案】D
【解析】水样煮沸5min后若为无色,则再加10.00mL 0.01mol/L高锰酸钾标准滴定溶液,将锥形瓶放在沸水浴上加热10min,若红色褪去说明有机物含量较多,应补加适量KMnO₄标准溶液至试样呈现稳定红色。
13. 取下锥形瓶趁热加入草酸钠标准溶液摇匀后,此时溶液应呈( )
A. 无色
B. 粉红色
C. 红色
D. 黄色
【答案】A
【解析】取下锥形瓶,趁热加入约为0.01mol/L的草酸钠标准溶液,摇匀,此时溶液应呈无色,再用KMnO₄标准溶液滴至淡粉红色为终点。
14. 化学需氧量的测定,平行测定的次数为( )
A. 4次
B. 5次
C. 3次
D. 2次
【答案】C
【解析】化学需氧量的测定,用KMnO₄标准溶液滴至淡粉红色为终点,平行测定3次,同时做空白实验。
15. 用重铬酸钾标准溶液氧化水中的还原性物质计算得水体中的化学需氧量,称为( )
A. CODcr
B. CODMn
C. 高锰酸盐指数
D. BOD
【答案】A
【解析】化学需氧量简称COD,用重铬酸钾标准溶液氧化水中的还原性物质计算得水体中的化学需氧量,称为CODcr。
二、填空题(本题共5道小题,每题4分,共20分)
16. 化学需氧量(COD)是1L水中______物质(无机的或有机的)在一定条件下被氧化时所消耗的______含量,通常用CODMn(O₂,mg/L)表示。
【答案】还原性;氧
【解析】化学需氧量(COD)是1L水中还原性物质(无机的或有机的)在一定条件下被氧化时所消耗的氧含量,它是反映水体被还原性物质污染的主要指标。
17. 标定KMnO₄标准溶液,准确移取25.00mL草酸钠溶液于250mL锥形瓶中,加______mL蒸馏水,再加入______mL 3mol/L的H₂SO₄溶液。
【答案】50;10
【解析】标定KMnO₄时,准确移取25.00mL草酸钠溶液于250mL锥形瓶中,加50mL蒸馏水,再加入10mL 3mol/L的H₂SO₄溶液,用配制好的高锰酸钾溶液滴定。
18. 测定化学需氧量,移取50mL水样于锥形瓶中,加10mL 3mol/L硫酸溶液,再准确加入10.00mL 0.01mol/L高锰酸钾标准滴定溶液,在电炉上慢慢加热至沸腾后,再煮沸______min,水样应为粉红色或______色。
【答案】5;红
【解析】水样加KMnO₄溶液在电炉上慢慢加热至沸腾后,再煮沸5min,水样应为粉红色或红色。若为无色,则再加10.00mL高锰酸钾标准滴定溶液。
19. 取下锥形瓶,趁热加入约为0.01mol/L的草酸钠标准溶液,摇匀,此时溶液应呈______色,用KMnO₄标准溶液滴至______色为终点。
【答案】无;淡粉红
【解析】取下锥形瓶,趁热加入约为0.01mol/L的草酸钠标准溶液,摇匀,此时溶液应呈无色,用KMnO₄标准溶液滴至淡粉红色为终点,平行测定3次,同时做空白实验。
20. 高锰酸盐指数是反映水体中有机物及无机可氧化物质污染的常用指标,以往称为______;用重铬酸钾标准溶液氧化水中的还原性物质计算得水体中的化学需氧量,称为______。
【答案】CODMn;CODcr
【解析】高锰酸盐指数是反映水体中有机物及无机可氧化物质污染的常用指标,以往称为CODMn;用重铬酸钾标准溶液氧化水中的还原性物质计算得水体中的化学需氧量,称为CODcr。
三、判断题(本题共10道小题,每题2分,共20分)
21. 化学需氧量是1L水中还原性物质在一定条件下被氧化时所消耗的氧含量。( )
【答案】√
【解析】化学需氧量(COD)是1L水中还原性物质(无机的或有机的)在一定条件下被氧化时所消耗的氧含量,通常用CODMn(O₂,mg/L)来表示。
22. 配制COD测定用高锰酸钾标准溶液时,可用自来水直接稀释。( )
【答案】×
【解析】配制COD测定用高锰酸钾标准溶液,应量取标准溶液50mL,以新煮沸且冷却的蒸馏水稀释至500mL,不能用自来水直接稀释。
23. KMnO₄法测定化学需氧量CODMn适用于地表水、饮用水和生活污水中COD含量的测定。( )
【答案】√
【解析】KMnO₄法测定化学需氧量(COD)适用于地表水、饮用水和生活污水中COD含量的测定,但只适用于较为清洁水样的测定。
24. 标定KMnO₄标准溶液时,近终点应加热至85℃。( )
【答案】×
【解析】标定KMnO₄标准溶液时,近终点时加热至65℃,继续用KMnO₄溶液滴定至溶液呈淡粉红色,并保持30s。
25. COD测定中,加热速度要快,即使暴沸也不会影响测定结果。( )
【答案】×
【解析】COD测定中,加热速度要慢,不能暴沸,否则会使样品中被测物质挥发、分解,引起样品损失。
26. COD测定中,水样煮沸时间越短越好,2min即可。( )
【答案】×
【解析】COD测定中,煮沸时间不能少于5min,以使高锰酸钾与还原性物质反应完全。
27. COD测定中,加入草酸钠时,温度要控制在60~80℃,温度过低反应速率慢。( )
【答案】√
【解析】COD测定中,加入草酸钠时,温度要控制在60~80℃,温度过低,反应速率慢;每次加入高锰酸钾量要精确。
28. COD测定中,滴定时滴1~2滴高锰酸钾红色褪去后,可加快滴定速度。( )
【答案】√
【解析】COD测定中,滴定时滴1~2滴高锰酸钾红色褪去后,可加快滴定速度,这是COD测定操作注意事项之一。
29. 高锰酸盐指数是反映水体中重金属污染程度的指标。( )
【答案】×
【解析】高锰酸盐指数是反映水体中有机物及无机可氧化物质污染的常用指标,以往称为CODMn,而非反映重金属污染程度。
30. CODcr是用重铬酸钾标准溶液氧化水中的还原性物质计算得水体中的化学需氧量。( )
【答案】√
【解析】化学需氧量简称COD,用重铬酸钾标准溶液氧化水中的还原性物质计算得水体中的化学需氧量,称为CODcr。
四、问答题(本题共3道小题,每题10分,共30分)
31. 用Na₂C₂O₄标定KMnO₄标准溶液时,为什么必须在H₂SO₄存在下进行?可否用HCl或HNO₃溶液?酸度过高、过低对标定结果有何影响?
【答案】必须用H₂SO₄存在下进行的原因:
(1)不能使用HCl,因为Cl⁻具有还原性,消耗一定量的KMnO₄标准溶液,使滴定结果偏高;
(2)不能使用HNO₃,因为HNO₃本身具有氧化性,可以氧化被滴定的还原性物质,使滴定结果偏低。
酸度的影响:
(1)酸度过高会促使H₂C₂O₄分解,使标定结果偏高;
(2)酸度过低(弱酸性、中性或碱性溶液)时,KMnO₄与还原剂作用生成褐色的MnO₂·H₂O沉淀,妨碍滴定终点的观察。
因此,要求滴定开始时酸度为0.5~1mol/L,滴定至终点时酸度不低于0.5mol/L。
【解析】用H₂SO₄是因为HCl中Cl⁻有还原性使结果偏高、HNO₃有氧化性使结果偏低;酸度过高促使H₂C₂O₄分解,酸度过低生成MnO₂·H₂O沉淀妨碍终点观察。
32. 测定水中COD的意义是什么?测定原理是什么?
【答案】意义:化学需氧量(COD)是1L水中还原性物质(无机的或有机的)在一定条件下被氧化时所消耗的氧含量,它是反映水体被还原性物质污染的主要指标。由于多数水受有机物污染极为普遍,因此化学需氧量可作为有机物污染程度的指标,目前它已经成为环境监测分析的主要项目之一。
测定原理:在酸性溶液中加入过量的KMnO₄标准溶液氧化水中的还原性物质,反应后剩余的KMnO₄中加入过量的Na₂C₂O₄还原,再用KMnO₄标准溶液回滴过量的Na₂C₂O₄,从而计算出水样中所含还原性物质所消耗的KMnO₄,换算为CODMn。
【解析】COD是反映水体被还原性物质(有机物)污染的主要指标,是环境监测分析的主要项目之一。测定原理为酸性溶液中加过量KMnO₄氧化还原性物质,剩余KMnO₄加过量Na₂C₂O₄还原,再用KMnO₄回滴过量Na₂C₂O₄,换算为CODMn。
33. 称取0.2015g基准试剂Na₂C₂O₄,溶于水后,加入适量H₂SO₄酸化,然后在加热情况下用KMnO₄溶液滴定,用去28.15mL。求KMnO₄溶液的物质的量浓度。
【答案】反应方程式:2MnO₄⁻+5C₂O₄²⁻+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O,即KMnO₄与Na₂C₂O₄按2:5反应。
n(Na₂C₂O₄)=m/M=0.2015/134.00=1.504×10⁻³mol。
n(KMnO₄)=(2/5)×n(Na₂C₂O₄)=(2/5)×1.504×10⁻³=6.015×10⁻⁴mol。
c(KMnO₄)=n/V=6.015×10⁻⁴/0.02815≈0.0214mol/L。
答:KMnO₄溶液的物质的量浓度约为0.0214mol/L。
【解析】由2MnO₄⁻+5C₂O₄²⁻+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O,n(Na₂C₂O₄)=0.2015/134.00=1.504×10⁻³mol,n(KMnO₄)=2/5×1.504×10⁻³=6.015×10⁻⁴mol,c(KMnO₄)=6.015×10⁻⁴/0.02815≈0.0214mol/L。
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