师：好，同学们好，今天我们一起来学习化学计算。水是生命之源，不仅孕育着生命，也是生命成长的摇篮。人类在生活和生产活动中都离不开水，水质的好坏与我们的健康密切相关。为使水质达到使用要求，就需要对水进行检测和处理。

　　大家看这张图，是某自来水公司生产自来水的简易示意图。自来水原水的质量检测非常关键，其中有一项重要指标——COD。COD 是指在一定条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂量，通常换算为需要的氧气的质量。COD 的单位一般用毫克每升来表示，它是表示水中还原性物质多少的一个指标。由于氧化剂不同，其 COD 的值也有所不同，通常在强酸性条件下使用重铬酸钾和高锰酸钾作氧化剂。

　　下面来看例一，高锰酸钾法测定水体 COD 的实验步骤如下：

　　步骤一，准确移取 100 毫升水样，置于 250 毫升锥形瓶中，加入 10 毫升 1:3 的硫酸，再加入 15.00 毫升 0.0200 摩尔每升的高锰酸钾溶液。此时溶液仍呈紫红色，说明高锰酸钾过量。

　　步骤二，用小火煮沸 10 分钟，水中还原性物质被高锰酸钾氧化，高锰酸钾自身被还原为二价锰离子。取下锥形瓶，趁热加入 10 毫升 0.0500 摩尔每升的草酸钠溶液，充分震荡，此时溶液变为无色。

　　步骤三，趁热用 0.0200 摩尔每升的高锰酸钾溶液滴定至呈微红色，消耗高锰酸钾溶液 4.500 毫升。通过计算确定该水样的化学需氧量，写出计算过程。

　　这里步骤、文字和数据都比较多，我们先把数据梳理一下，用流程的形式呈现出来。首先是水样加酸性高锰酸钾（过量），然后加草酸钠（过量），最后再用高锰酸钾滴定，这样就简单清晰地表示出了上述三步。

　　通过上面内容，我们来看这三步中发生的反应。水样第一步和高锰酸钾溶液反应，高锰酸钾过量后与草酸钠溶液反应，草酸钠过量后又与高锰酸钾溶液反应。在这些反应过程中，高锰酸钾中的高锰酸根都转化为二价锰离子，草酸根转化为二氧化碳。显然，水样和草酸钠都做还原剂，高锰酸钾做氧化剂。在整个实验过程中，还原剂失去的电子总数和氧化剂得到的电子总数相等，这是我们建立等量关系的重要前提。

　　那么如何建立等量关系呢？我们把相关数据都写出来。电子守恒，也就是还原剂失去的电子总数，即水样失去的电子总数和草酸钠失去的电子总数等于高锰酸钾得到的电子总数。把相关数据代入，可得 100 毫升水样所失去的电子总数为 9.500×10?? 摩尔。如果这些电子全部被氧气得到，每摩尔氧气得到 4 摩尔电子，那么 9.500×10?? 摩尔电子除以 4 就是所消耗氧气的物质的量。再乘以氧气的摩尔质量 32 克每摩尔，就得到氧气的质量，转化为单位毫克就是 7.600 毫克。这样我们就算出 COD 的量是 76.0 毫克每升。

　　我们回顾一下这道题，化学计算是定量研究化学问题的重要环节，主要利用相关化学反应原理对获取的数据进行处理，得到有关结论，帮助我们更准确地分析相关事件。化学计算题的基本解题思路，通过刚才的例题可以归纳为：首先绘制流程简图，不用很复杂，呈现每一步即可；第二步理解化学原理，比如水样和高锰酸钾、高锰酸钾跟草酸钠之间的关系；第三步确定建立数量关系，然后进行方程求解。

　　当自来水进入千家万户，喜欢浇花、养花和养金鱼的同学都知道，自来水一定要晒一段时间才能用，这是为什么呢？这就涉及到自来水的消毒问题。自来水在生产过程中通常使用氯气消毒，除了与水中的有机物、无机物、微生物、细菌等发生氧化还原反应外，水中还必须剩余一部分氯，这部分氯我们统称为余氯。为什么要有余氯呢？因为余氯能抑制水体中细菌、病菌、藻类的繁殖生成。但若含氯物质含量过高，也会对人体健康造成危害，因此出厂的自来水都需要检测余氯含量。

　　我们来看第三，二氧化氯是一种易溶于水的黄绿色气体，可用作安全高效的水处理剂。用二氧化氯处理饮用水时，水中常含有一定量有害的亚硝酸根，我国规定饮用水中亚硝酸根的含量不超过 0.20 毫克每升。测定水样中二氧化氯、亚硝酸盐含量的步骤如下：

　　第一步，取一定量水样加到锥形瓶中调节 pH，加足量碘化钾晶体，此时二氧化氯把碘离子氧化为碘单质，自身被还原为亚硝酸根离子。

　　第二步，加入少量淀粉溶液，再向上述溶液中滴加 1.00×10?3 摩尔每升的硫代硫酸钠溶液至溶液蓝色刚好褪色，消耗硫代硫酸钠溶液 7.45 毫升。此过程是硫代硫酸根和碘离子发生氧化还原反应。

　　第三步，在步骤二的基础上继续调节溶液的 pH 小于等于 2.0，这时亚硫酸根离子在酸性条件下氧化碘离子至碘单质，自身被还原为氯离子。再向溶液中用硫代硫酸钠滴定生成的碘。

　　上述步骤较多，反应过程复杂。我们模仿刚才的处理方式，首先绘制基本流程：水样，先加入足量碘化钾，然后用硫代硫酸钠滴定，再调节溶液 pH 小于等于 2，再用硫代硫酸钠滴定，这样就简单表示出了流程操作过程。在此基础上，把溶液中需要处理的微粒或物质用物质转化流程形式呈现出来。这里，第一步和第二步是测定自来水中二氧化氯的含量，第三步和第四步是测定整个亚硝酸根的含量。