Question

環(huán)保檢測(cè)中，有害氣體的濃度常用1L有害氣體的毫克值（mg/L）來(lái)表示，如對(duì)某氣體樣品中所含一氧化碳的濃度進(jìn)行測(cè)定，其方法和實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①首先將2.00L的氣體樣品通過(guò)盛有I₂O₅固體的加熱管，反應(yīng)后生成CO₂和I₂；
②用30.0mL 5.00×10^-3mol/L的硫代硫酸鈉溶液吸收所產(chǎn)生的碘，發(fā)生的反應(yīng)為：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
③將②中溶液取出1/5，加入1.00mL 1.00×10^-3mol/L碘水，正好將所取溶液中過(guò)量的硫代硫酸鈉完全氧化．
（1）寫(xiě)出步驟①中CO通過(guò)盛I₂O₅加熱管的有關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式．
（2）計(jì)算樣品中CO的濃度．

Answer 1

分析：（1）CO與I₂O₅反應(yīng)生成CO₂和I₂，碳元素化合價(jià)由+2價(jià)升高為+4價(jià)，共升高2價(jià)，碘元素化合價(jià)由+5價(jià)降低為0價(jià)，共降低10價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為10，故CO系數(shù)為5，I₂O₅系數(shù)為1．再根據(jù)原子守恒配平，書(shū)寫(xiě)方程式．
（2）根據(jù)關(guān)系式2Na₂S₂O₃～I(xiàn)₂，計(jì)算硫代硫酸鈉溶液吸收所產(chǎn)生的碘后剩余的Na₂S₂O₃物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算CO還原出的I₂消耗Na₂S₂O₃的物質(zhì)的量，再根據(jù)關(guān)系式：2Na₂S₂O₃～I(xiàn)₂～5CO，計(jì)算CO的物質(zhì)的量，據(jù)此計(jì)算CO的濃度．

解答：解：（1）CO與I₂O₅反應(yīng)生成CO₂和I₂，碳元素化合價(jià)由+2價(jià)升高為+4價(jià)，共升高2價(jià)，碘元素化合價(jià)由+5價(jià)降低為0價(jià)，共降低10價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為10，故CO系數(shù)為5，I₂O₅系數(shù)為1．由原子守恒可知CO₂系數(shù)為5，I₂系數(shù)為1，反應(yīng)方程式為5CO+I₂O₅=5CO₂+I₂．
答：驟①中CO通過(guò)盛I₂O₅加熱管的有關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式5CO+I₂O₅=5CO₂+I₂．
（2）解：n（I₂）=1.00×10^-3L×1.00×10^-3mol?L^-1=1.00×10^-6mol
設(shè)：1.00×10^-6mol I₂消耗Na₂S₂O₃物質(zhì)的量為x，則：
關(guān)系式：2Na₂S₂O₃～I(xiàn)₂．
      2 mol    1mol
      x 　　1.00×10^-6mol
解得：x=2.00×10^-6mol
CO還原出的I₂消耗Na₂S₂O₃的物質(zhì)的量：n（Na₂S₂O₃）=30.0×10^-3L×5×10^-3mol?L^-1-2.00×10^-6mol×5=1.40×10^-4mol．設(shè)：CO的物質(zhì)的量為y，則：
關(guān)系式：2Na₂S₂O₃～I(xiàn)₂～5CO
       2mol          5mol
   1.40×10^-4mol       y
解得：y=3.5×10^-4mol
CO的濃度為

3.5×10-4mol×28g/mol×103mg/g

2.00L

=4.9mg/L．
答：CO的濃度為4.9mg/L．

點(diǎn)評(píng)：考查氧化還原反應(yīng)的滴定計(jì)算等，難度中等，對(duì)于多步反應(yīng)計(jì)算通常利用關(guān)系式解答，理解關(guān)系式并熟練運(yùn)用．