Question

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

 

(1)O3將I－氧化成I2的過程由3步反應(yīng)組成：

①I－(aq)＋ O3(g)===IO－(aq)＋O2(g)　ΔH1

②IO－(aq)＋H＋(aq)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)表達式為________。

(3) 為探究Fe2＋對O3氧化I－反應(yīng)的影響(反應(yīng)體系如上圖)，某研究小組測定兩組實驗中I3—濃度和體系pH，結(jié)果見下圖和下表。

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

 

 

圖2

①第1組實驗中，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的過程能顯著提高I－的轉(zhuǎn)化率，原因是_____________________________________________

③第2組實驗進行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，計算3～18 s內(nèi)第2組實驗中生成I3—的平均反應(yīng)速率(寫出計算過程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

 

Answer 1

(1)2I－(aq)＋O3(g)＋2H＋(aq)=I2(aq)＋O2(g)＋H2O(l)　ΔH1＋ΔH2＋ΔH3　(2)K＝　(3)①溶液中H＋被消耗，生成H2O，溶液pH上升　②Fe(OH)3　Fe3＋形成Fe(OH)3過程中消耗OH－，使溶液中c(H＋)上升，促進I－轉(zhuǎn)化　③BC

(4)t＝3 s時，c(I3—)＝3.5×10－3 mol·L－1，t＝18 s時，c(I3—)＝11.8×10－3 mol·L－1，v(I3—)＝＝5.5×10－4 mol/(L·s)

【解析】本題考查反應(yīng)熱、化學(xué)反應(yīng)速率等，意在考查考生對化學(xué)反應(yīng)原理的理解能力。(1)根據(jù)蓋斯定律，將三個反應(yīng)相加，可得總反應(yīng)：2I－(aq)＋O3(g)＋2H＋(aq)===I2(aq)＋O2(g)＋H2O(l)，則ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。(2)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝。(3)①第1組實驗中，pH升高是因為反應(yīng)消耗了H＋。②圖甲中A為Fe(OH)3，由Fe3＋生成Fe(OH)3的過程中消耗OH－，溶液中c(H＋)增大，促進I－轉(zhuǎn)化，因此I－的轉(zhuǎn)化率顯著提高。③導(dǎo)致I3—下降的直接原因是I2(g)不斷生成，c(I－)減小。