Question

（16分）化學(xué)發(fā)展史上，有許多偶然事件引起科學(xué)發(fā)現(xiàn)的事例，碘的發(fā)現(xiàn)也得益于Courtoris對(duì)意外現(xiàn)象的注意。碘是人類發(fā)現(xiàn)的第二個(gè)生物必需微量元素，它以碘化物形式存在于海水、海藻及人體甲狀腺中。人類缺碘會(huì)引起甲狀腺腫大，我國已全面實(shí)施加碘鹽方案。

3-1  單質(zhì)碘的制備方法之一是在酸性條件下通Cl₂于NaI溶液中，指出運(yùn)用該法時(shí)應(yīng)注意的問題？分析其原因，寫出有關(guān)反應(yīng)方程式。

3-2  在100％硫酸中，I₂可被HIO₃氧化成I₃^＋，寫出配平的離子方程式。

3-3  為什么在日照強(qiáng)、溫度高的海區(qū)，表層水碘濃度往往要低一些？

3-4  人體缺碘會(huì)影響正常的生命活動(dòng)。兒童缺碘會(huì)造成身體畸形，智力低下。成年人缺碘會(huì)因新陳代謝能力降低而導(dǎo)致全身無力，提早出現(xiàn)衰老現(xiàn)象。為提高人體素質(zhì)，食物補(bǔ)碘已引起人們的重視。據(jù)報(bào)道，人從食物中攝取碘后便在甲狀腺中積存下來，通過一系列化學(xué)反應(yīng)形成甲狀腺素。甲狀腺素的結(jié)構(gòu)：

（1）寫出甲狀腺素的化學(xué)式          ；

（2）在甲狀腺內(nèi)，甲狀腺素的主要合成過程如下：

A（氨基酸）B甲狀腺素＋C（氨基酸）

請(qǐng)寫出A、B、C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

3-5  科研表明，人的一生只要能攝入一小茶匙的碘就能正常發(fā)育，健康生活。目前預(yù)防缺碘的有效辦法是食用含碘食鹽。目前國內(nèi)食鹽加碘加的主要是碘酸鉀。

（1）寫出工業(yè)上以KI為原料制備碘酸鉀的化學(xué)方程式；

（2）如何用簡(jiǎn)易操作檢驗(yàn)食鹽是否加碘。寫出離子反應(yīng)方程式。

3-6  已知反應(yīng)H₂＋I(xiàn)₂2HI，分兩步完成I₂2I  H₂＋2I2HI

式中k，k₁，k₂，k₃是分別為各反應(yīng)相應(yīng)的速率常數(shù)，若用E_a，E₁，E₂，E₃分別表示各反應(yīng)相應(yīng)的活化能，請(qǐng)找出E_a和E₁，E₂，E₃間的關(guān)系。已知公式如下：

①對(duì)于反應(yīng)aA＋bB→eE＋f F，反應(yīng)速率為：v＝k[A]^a[B]^b

②速率常數(shù)與活化能之間滿足阿侖尼烏斯公式：k＝Ae^－Ea/RT

③對(duì)于反應(yīng)I₂2I滿足：v_正＝v_逆

Answer 1

3-1  該法應(yīng)注意控制Cl₂用量，防止Cl₂過量，否則過量Cl₂會(huì)氧化I₂，發(fā)生如下反應(yīng)：

I₂＋5Cl₂＋6H₂O＝2IO₃^－＋10Cl^－＋12H^＋（2分）

3-2  HIO₃＋7I₂＋8H₂SO₄＝5I₃^＋＋3 H₂SO₄?H₂O＋5HSO₄^－（1分）

3-3  海水中，I^－在陽光紫外線的照射下，按下式反應(yīng)，生成I₂并蒸發(fā)到空氣中（1分）

4I^－＋O₂＋2H₂O＝2I₂＋4OH^－（1分）

3-4 （1）C₁₅H₁₁NO₄I₄（1分）

（2）A：；B：；C：（3分）

3-5 （1）KI＋3H₂OKIO₃＋3H₂↑（1分）

（2）酸化的碘化鉀和淀粉溶液檢驗(yàn)（1分）  5I^－＋I(xiàn)O₃^－＋6H^＋＝3I₂＋3H₂O（1分）

3-6  利用阿侖尼烏斯公式

H₂＋I(xiàn)₂2HI  v_HI＝k[H₂][I₂]……①     k＝Ae^－Ea’/RT……②

I₂2I     k₁＝A₁e^－E1/RT      k₂＝A₂e^－E2/RT

H₂＋2I2HI  k₃＝A₃e^－E3/RT   又：v_HI＝k₃[H₂][I]²……③（1分）

由已知  k₁/k₂＝[I]²/[I₂]＝[I]²[H₂]/[I₂][H₂]

代入③   v_HI＝(k₁/k₂)k₃[H₂][I₂]……④（1分）

對(duì)比①和④可知 

k＝(k₁/k₂)k₃＝(A₁e^－E1/RT/A₂e^－E2/RT)＝A₃e^－E3/RT＝(A₁A₃/A₂)e^{－(E1－E2＋E3) /RT}……⑤（1分）

對(duì)比⑤和②，可得E_a’＝E₁－E₂＋E₃（1分）