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某课题小组用比色法估测无色污水样品中苯酚的浓度.
已知:①比色法是通过与标准色阶比对颜色确定有色物质浓度的方法.
②苯酚是一种水体污染物,在溶液中与氯化铁发生显色反应:6C6H5OH+Fe3+⇌[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+
③当苯酚溶液pH=5.5时,其与氯化铁显色效果最佳.
(1)[Fe(C6H5O)6]3-中,提供孤电子对用以形成配位键的原子是
O
O

(2)根据苯酚与氯化铁的显色原理,推测溶液的pH会影响显色效果,设计如下实验.
实验 操作 现象
向2mL苯酚溶液(调节pH=9)滴加0.1mol⋅L-1FeCl3溶液 生成红褐色沉淀
向实验Ⅰ所得悬浊液中逐滴加入0.1mol⋅L-1盐酸 沉淀逐渐溶解,溶液变为紫色;继续滴加盐酸,溶液由紫色变为浅黄色
解释实验Ⅱ中产生相关现象的原因:
盐酸和Fe(OH)3反应生成FeCl3和H2O,Fe3+浓度增大,平衡6C6H5OH+Fe3+⇌[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+正向移动,沉淀逐渐溶解,溶液变为紫色,继续滴加盐酸,氢离子浓度增大,平衡6C6H5OH+Fe3+⇌[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+逆向移动,[Fe(C6H5O)6]3-的浓度降低,Fe3+浓度增大,溶液由紫色变为黄色
盐酸和Fe(OH)3反应生成FeCl3和H2O,Fe3+浓度增大,平衡6C6H5OH+Fe3+⇌[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+正向移动,沉淀逐渐溶解,溶液变为紫色,继续滴加盐酸,氢离子浓度增大,平衡6C6H5OH+Fe3+⇌[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+逆向移动,[Fe(C6H5O)6]3-的浓度降低,Fe3+浓度增大,溶液由紫色变为黄色

(3)缓冲溶液可用于调节并维持待测污水样品pH在一定范围内.将0.2mol⋅L-1某一元弱酸HA(Ka=10-5.5)与0.1mol⋅L-1的NaOH溶液等体积混合,配制成缓冲溶液.解释该缓冲溶液pH约为5.5的原因:
将0.2mol⋅L-1某一元弱酸HA与0.1mol⋅L-1的NaOH溶液等体积混合时得到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
将0.2mol⋅L-1某一元弱酸HA与0.1mol⋅L-1的NaOH溶液等体积混合时得到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的标准苯酚溶液40mL,加入10mL缓冲溶液(不干扰显色反应),再加入0.1mol⋅L-1FeCl3溶液10mL,混合均匀,定容至100mL,得到溶液X.等差改变标准苯酚溶液的浓度,重复实验,得到标准色阶.
①用比色法估测污水中苯酚浓度的操作是:取40mL污水样品,
加入10mL缓冲溶液(不干扰显色反应),再加入0.1mol⋅L-1FeCl3溶液10mL,混合均匀,定容至100mL,与标准色阶比对颜色,得出污水中苯酚的浓度
加入10mL缓冲溶液(不干扰显色反应),再加入0.1mol⋅L-1FeCl3溶液10mL,混合均匀,定容至100mL,与标准色阶比对颜色,得出污水中苯酚的浓度

②下列说法不正确的是
abd
abd
(填字母序号).
a.若苯酚溶液pH=6,加入缓冲溶液将促进苯酚的电离
b.溶液X颜色对应的苯酚浓度应标记为0.4amol⋅L-1
c.溶液X中,有c(C6H5OH)+c(C6H5O-)+6c[Fe(C6H5O)6]3-=0.4amol⋅L-1
d.若将污水样品、缓冲溶液和FeCl3溶液用量均减为原来的
1
10
,其他操作相同,对比色阶,读取的苯酚浓度不变
③为操作方便,用有效成分为FeCl3•5H2O的药片代替上述FeCl3溶液.若每次检测投入一粒药片,为保证标准色阶准确有效,每片应含FeCl3⋅5H2O
0.2525
0.2525
g(保留到小数点后四位).
(5)小组进一步探究发现不能与Fe3+形成配合物,原因是
羧基电离出的H+酸性较强,使平衡6C6H5OH+Fe3+⇌[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+逆向移动
羧基电离出的H+酸性较强,使平衡6C6H5OH+Fe3+⇌[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+逆向移动

【考点】配合物与超分子
【答案】O;盐酸和Fe(OH)3反应生成FeCl3和H2O,Fe3+浓度增大,平衡6C6H5OH+Fe3+⇌[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+正向移动,沉淀逐渐溶解,溶液变为紫色,继续滴加盐酸,氢离子浓度增大,平衡6C6H5OH+Fe3+⇌[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+逆向移动,[Fe(C6H5O)6]3-的浓度降低,Fe3+浓度增大,溶液由紫色变为黄色;将0.2mol⋅L-1某一元弱酸HA与0.1mol⋅L-1的NaOH溶液等体积混合时得到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缓冲溶液(不干扰显色反应),再加入0.1mol⋅L-1FeCl3溶液10mL,混合均匀,定容至100mL,与标准色阶比对颜色,得出污水中苯酚的浓度;abd;0.2525;羧基电离出的H+酸性较强,使平衡6C6H5OH+Fe3+⇌[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+逆向移动
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/23 12:26:7组卷:65引用:1难度:0.5
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    . 黄绿色固体:
     

    (3)淡黄色固体物质是由
     
    分子组成,黄绿色固体物质是由
     
    分子组成(填“极性分子”或“非极性分子”)

    发布:2024/12/30 17:0:2组卷:75引用:3难度:0.1
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