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某課題小組用比色法估測無色污水樣品中苯酚的濃度.
已知:①比色法是通過與標準色階比對顏色確定有色物質濃度的方法.
②苯酚是一種水體污染物,在溶液中與氯化鐵發(fā)生顯色反應:6C6H5OH+Fe3+?[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+
③當苯酚溶液pH=5.5時,其與氯化鐵顯色效果最佳.
(1)[Fe(C6H5O)6]3-中,提供孤電子對用以形成配位鍵的原子是
O
O

(2)根據(jù)苯酚與氯化鐵的顯色原理,推測溶液的pH會影響顯色效果,設計如下實驗.
實驗 操作 現(xiàn)象
向2mL苯酚溶液(調節(jié)pH=9)滴加0.1mol?L-1FeCl3溶液 生成紅褐色沉淀
向實驗Ⅰ所得懸濁液中逐滴加入0.1mol?L-1鹽酸 沉淀逐漸溶解,溶液變?yōu)樽仙?;繼續(xù)滴加鹽酸,溶液由紫色變?yōu)闇\黃色
解釋實驗Ⅱ中產(chǎn)生相關現(xiàn)象的原因:
鹽酸和Fe(OH)3反應生成FeCl3和H2O,F(xiàn)e3+濃度增大,平衡6C6H5OH+Fe3+?[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+正向移動,沉淀逐漸溶解,溶液變?yōu)樽仙^續(xù)滴加鹽酸,氫離子濃度增大,平衡6C6H5OH+Fe3+?[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+逆向移動,[Fe(C6H5O)6]3-的濃度降低,F(xiàn)e3+濃度增大,溶液由紫色變?yōu)辄S色
鹽酸和Fe(OH)3反應生成FeCl3和H2O,F(xiàn)e3+濃度增大,平衡6C6H5OH+Fe3+?[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+正向移動,沉淀逐漸溶解,溶液變?yōu)樽仙?,繼續(xù)滴加鹽酸,氫離子濃度增大,平衡6C6H5OH+Fe3+?[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+逆向移動,[Fe(C6H5O)6]3-的濃度降低,F(xiàn)e3+濃度增大,溶液由紫色變?yōu)辄S色

(3)緩沖溶液可用于調節(jié)并維持待測污水樣品pH在一定范圍內.將0.2mol?L-1某一元弱酸HA(Ka=10-5.5)與0.1mol?L-1的NaOH溶液等體積混合,配制成緩沖溶液.解釋該緩沖溶液pH約為5.5的原因:
將0.2mol?L-1某一元弱酸HA與0.1mol?L-1的NaOH溶液等體積混合時得到NaA和HA的混合溶液,且c(HA)≈c(A-)=0.05mol/L,Ka=
c
A
-
c
HA
×c(H+)≈c(H+)≈10-5.5,pH≈5.5
將0.2mol?L-1某一元弱酸HA與0.1mol?L-1的NaOH溶液等體積混合時得到NaA和HA的混合溶液,且c(HA)≈c(A-)=0.05mol/L,Ka=
c
A
-
c
HA
×c(H+)≈c(H+)≈10-5.5,pH≈5.5

(4)取amol?L-1的標準苯酚溶液40mL,加入10mL緩沖溶液(不干擾顯色反應),再加入0.1mol?L-1FeCl3溶液10mL,混合均勻,定容至100mL,得到溶液X.等差改變標準苯酚溶液的濃度,重復實驗,得到標準色階.
①用比色法估測污水中苯酚濃度的操作是:取40mL污水樣品,
加入10mL緩沖溶液(不干擾顯色反應),再加入0.1mol?L-1FeCl3溶液10mL,混合均勻,定容至100mL,與標準色階比對顏色,得出污水中苯酚的濃度
加入10mL緩沖溶液(不干擾顯色反應),再加入0.1mol?L-1FeCl3溶液10mL,混合均勻,定容至100mL,與標準色階比對顏色,得出污水中苯酚的濃度

②下列說法不正確的是
abd
abd
(填字母序號).
a.若苯酚溶液pH=6,加入緩沖溶液將促進苯酚的電離
b.溶液X顏色對應的苯酚濃度應標記為0.4amol?L-1
c.溶液X中,有c(C6H5OH)+c(C6H5O-)+6c[Fe(C6H5O)6]3-=0.4amol?L-1
d.若將污水樣品、緩沖溶液和FeCl3溶液用量均減為原來的
1
10
,其他操作相同,對比色階,讀取的苯酚濃度不變
③為操作方便,用有效成分為FeCl3?5H2O的藥片代替上述FeCl3溶液.若每次檢測投入一粒藥片,為保證標準色階準確有效,每片應含F(xiàn)eCl3?5H2O
0.2525
0.2525
g(保留到小數(shù)點后四位).
(5)小組進一步探究發(fā)現(xiàn)菁優(yōu)網(wǎng)不能與Fe3+形成配合物,原因是
羧基電離出的H+酸性較強,使平衡6C6H5OH+Fe3+?[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+逆向移動
羧基電離出的H+酸性較強,使平衡6C6H5OH+Fe3+?[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+逆向移動

【考點】配合物與超分子
【答案】O;鹽酸和Fe(OH)3反應生成FeCl3和H2O,F(xiàn)e3+濃度增大,平衡6C6H5OH+Fe3+?[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+正向移動,沉淀逐漸溶解,溶液變?yōu)樽仙?,繼續(xù)滴加鹽酸,氫離子濃度增大,平衡6C6H5OH+Fe3+?[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+逆向移動,[Fe(C6H5O)6]3-的濃度降低,F(xiàn)e3+濃度增大,溶液由紫色變?yōu)辄S色;將0.2mol?L-1某一元弱酸HA與0.1mol?L-1的NaOH溶液等體積混合時得到NaA和HA的混合溶液,且c(HA)≈c(A-)=0.05mol/L,Ka=
c
A
-
c
HA
×c(H+)≈c(H+)≈10-5.5,pH≈5.5;加入10mL緩沖溶液(不干擾顯色反應),再加入0.1mol?L-1FeCl3溶液10mL,混合均勻,定容至100mL,與標準色階比對顏色,得出污水中苯酚的濃度;abd;0.2525;羧基電離出的H+酸性較強,使平衡6C6H5OH+Fe3+?[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+逆向移動
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/23 12:26:7組卷:52引用:1難度:0.5
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