Question

大氣中的部分碘源于O3對(duì)海水中I－的氧化。將O3持續(xù)通入NaI溶液中進(jìn)行模擬研究。

（1）O3將I－氧化成I2的過(guò)程由3步反應(yīng)組成：

①I－（aq）＋O3（g）=IO－（aq）＋O2（g）ΔH1

②IO－（aq）＋H＋（g）=HOI（aq）ΔH2

③HOI（aq）＋I－（aq）＋H＋（aq）=I2（aq）＋H2O（l）ΔH3

總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________，

其反應(yīng)熱ΔH＝______________。

（2）在溶液中存在化學(xué)平衡：I2（aq）＋I－（aq） I3-（aq），其平衡常數(shù)表達(dá)式為________。

（3）為探究Fe2＋對(duì)O3氧化I－反應(yīng)的影響（反應(yīng)體系如圖1），某研究小組測(cè)定兩組實(shí)驗(yàn)中I3-濃度和體系pH，結(jié)果見(jiàn)圖2和下表。

編號(hào)	反應(yīng)物	反應(yīng)前pH	反應(yīng)前pH
第1組	O3＋I－	5.2	11.0
第2組	O3＋I－＋Fe2＋	5.2	4.1

 

①第1組實(shí)驗(yàn)中，導(dǎo)致反應(yīng)后pH升高的原因是______________。

②圖1中的A為________。由Fe3＋生成A的過(guò)程能顯著提高I－的轉(zhuǎn)化率，原因是____________________。

③第2組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行18 s后，I3-濃度下降。導(dǎo)致下降的直接原因有（雙選）________。

A．c（H＋）減小

B．c（I－）減小

C．I2 （g）不斷生成

D．c（Fe3＋）增加

（4）據(jù)圖2，計(jì)算3～18 s內(nèi)第2組實(shí)驗(yàn)中生成I3-的平均反應(yīng)速率（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

 

Answer 1

（1）O3（g）＋2I－（aq）＋2H＋（aq）=O2（g）＋I2（aq）＋H2O（l）　ΔH1＋ΔH2＋ΔH3

（2）K＝

（3）①H＋被消耗，其濃度降低　②Fe2＋　Fe3＋氧化I－生成I2，使I－的轉(zhuǎn)化率顯著提高　③BD

（4）反應(yīng)時(shí)間：18 s－3 s＝15 s，I3-濃度變化：11.8×10－3mol·L－1－3.5×10－3mol·L－3mol·L－1＝8.3×10－3mol·L－1，v（I3-）＝≈5.5×10－4mol·（L·s）－1

【解析】利用蓋斯定律、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響因素等分析及計(jì)算，逐步解決問(wèn)題。

（1）根據(jù)蓋斯定律，由①＋②＋③可得總反應(yīng)為2I－（aq）＋O3（g）＋2H＋（aq）=I2（aq）＋O2（g）＋H2O（l），則ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。（2）所給反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝。（3）①第1組實(shí)驗(yàn)中，pH升高是因?yàn)榉磻?yīng)消耗了H＋。②圖1中的A為Fe2＋，由Fe3＋生成Fe2＋的過(guò)程中，I－被氧化為I2，因此I－的轉(zhuǎn)化率顯著提高。③導(dǎo)致I3-濃度下降的原因是c（Fe3＋）增加，使c（I－）減小，平衡I2（aq）＋I－（aq）??I3-（aq）逆向移動(dòng)。（4）v（I3-）＝≈5.5×10－4mol·（L·s）－1。

點(diǎn)撥：知識(shí)：反應(yīng)熱、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)。能力：考查考生對(duì)化學(xué)反應(yīng)原理的理解能力。試題難度：中等。