Question

工业上处理含苯酚废水的过程如下。回答下列问题：

I.测定废水中苯酚的含量。

测定原理：+3Br₂→↓+3HBr

测定步骤：

步骤1:准确量取25.00mL待测废水于250mL锥形瓶中。

步骤2:将5.00mLamol/L浓溴水（过量）迅速加入到锥形瓶中，塞紧瓶塞，振荡。

步骤3:打开瓶塞，向锥形瓶中迅速加入bmL0.10mol/LKI溶液（过量），塞紧瓶塞，振荡。

步骤4:以淀粉作指示剂，用0.010mol/LNa₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃标准溶液V₁mL。（反应原理：I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆)

把待测废水换为蒸馏水，重复上述各步骤（即进行空白实验），消耗Na₂S₂O₃标准溶液V₂mL(以上数据均已扣除干扰因素）。

（1）步骤1中量取待测废水所用仪器是_________。

（2）步骤2中塞紧瓶塞的原因是_________。

（3）步骤4中滴定终点的现象为_________。

（4）该废水中苯酚的含量为_________mg/L(用含V₁、V₂的代数式表示）。

（5）如果“步骤4”滴定至终点时仰视读数，则测得消耗Na₂S₂O₃标准溶液的体积_____V₁mL(填“偏大”、“偏小”或“无影响”，下同）；如果空白实验中的“步骤2”忘记塞紧瓶塞，则测得的废水中苯酚的含量_________。

II.处理废水。

采用Ti基PbO₂为阳极，不锈钢为阴极，含苯酚的废水为电解液，通过电解，阳极上产生羟基（•OH)，阴极上产生H₂O₂。通过交替排列的阴阳两极的协同作用，在各自区域将苯酚深度氧化为CO₂和H₂O。

（6）写出阳极的电极反应式：_________。

（7）写出苯酚在阴极附近被H₂O₂深度氧化的化学方程式：_________。

Answer

酸式滴定管 防止溴单质挥发 滴入一滴溶液后，锥形瓶内溶液蓝色恰好褪去，且半分钟不恢复原色 偏大 偏小 H2O-e-=H++·OH C6H5OH+14H2O2=6CO2↑+17H2O

【解析】

向呈有待测废水加入浓溴水反应后得到三溴苯酚的沉淀，再加入KI溶液与剩下的Br2发生氧化还原反应得到I2，方程式为Br2+2I-=I2+2Br-，再用Na2S2O3标准溶液滴定I2，可根据消耗的Na2S2O3标准溶液的体积和浓度算出溶液中剩余的Br2的物质的量。再设置一个空白实验测出浓溴水的物质的量，用Br2总的物质的量-剩余Br2的物质的量即可得出与苯酚反应的Br2的物质的量，再结合反应方程式得到苯酚的物质的量，从而求出废水中苯酚的含量，结合实验基本操作及注意事项解答问题。

(1)由于苯酚显酸性，因此含苯酚的废水为酸性，“步骤1”中准确量取废水时所用的仪器可选用酸式滴定管，故答案为：酸式滴定管；

(2)由于溴单质易挥发，因此可采用塞进瓶塞、迅速加入试剂等方法防止其挥发，故答案为：防止溴单质挥发；

(3)用0.01mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点，由于Na2S2O3标准溶液会反应I2，加入的淀粉遇I2变成蓝色，所以滴定终点的现象为滴入一滴溶液后，锥形瓶内溶液蓝色恰好褪去，且半分钟不恢复原色，故答案为：滴入一滴溶液后，锥形瓶内溶液蓝色恰好褪去，且半分钟不恢复原色；

(4)根据反应方程式可得各物质的物质的量关系式：

剩下的浓溴水中Br2的物质的量为0.005V1mmol，将待测废液换成蒸馏水时，5mL amol/L的浓溴水中Br2的物质的量为0.005V2mmol，则与苯酚参与反应的Br2的物质的量为0.005(V2-V1)mmol，根据方程式+3Br2→↓+3HBr，可得苯酚的物质的量为mmol，质量为mg，则该废水中苯酚的含量为，故答案为：；

(5)如果步骤4滴定终点时仰视读数，读得的体积偏大，则消耗的Na2S2O3的体积偏大；若空白试验的步骤2中忘记塞进瓶塞，溴单质挥发，导致最终消耗的Na2S2O3的体积偏小，则测得苯酚的含量偏小，故答案为：偏大；偏小；

(6)由题干信息可知，Ti基PbO2为阳极，则阳极H2O失去电子产生·OH，电极反应式为H2O-e-=H++·OH，故答案为：H2O-e-=H++·OH；

(7)根据题干信息可知，苯酚被阴极产生的H2O2深度氧化产生CO2和H2O，由氧化还原反应规律得到其反应方程式式为C6H5OH+14H2O2=6CO2↑+17H2O，故答案为：C6H5OH+14H2O2=6CO2↑+17H2O。