Question

【題目】I.（1）“大象的牙膏”是著名化學(xué)實(shí)驗(yàn)之一，其實(shí)驗(yàn)方法是將濃縮的過氧化氫溶液與肥皂液混合，再滴加少量碘化鉀溶液，即可觀察到泡沫狀物質(zhì)像噴泉一樣噴涌而出。

已知：2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) △H=－196kJ/mol，活化能Ea=76kJ/mol，若用I－催化時(shí)活化能Ea’=57kJ/mol。

①在H2O2溶液中加入KI溶液作催化劑，反應(yīng)過程中先后發(fā)生甲、乙兩個(gè)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了I－與IO－之間的轉(zhuǎn)化，請依次寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式，反應(yīng)甲：______________；反應(yīng)乙：____________。

②反應(yīng)甲為吸熱反應(yīng)，且甲的反應(yīng)速率小于乙的反應(yīng)速率，在下圖中畫出在H2O2溶液中加入KI后，反應(yīng)過程的能量變化圖_______。

II.(2)Fe2+與Ag+在溶液中可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)。室溫時(shí)，初始濃度為0.1 mol/LFe(NO3)2溶液中c(Fe3+)隨c(Ag+)的變化如圖所示：

①用離子方程式表示Fe(NO3)2溶液中發(fā)生的反應(yīng)___________________________________。

②據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為____________________。

③用下圖的裝置，證明上述反應(yīng)的可逆性。閉合電鍵K，立即觀察到的明顯現(xiàn)象是__________________。石墨為電池的_____極，通過列式計(jì)算說明原因_________________。

Answer 1

【答案】 H2O2+I－=H2O+IO－ H2O2+IO－=H2O+O2↑+I－ Fe2++Ag+Fe3++Ag↓ 3.17 電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 正 Q=＞3.17，反應(yīng)逆向進(jìn)行，所以石墨電極為正極

【解析】I.（1）試題分析：由2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) △H=－196kJ/mol可知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)活化能Ea=76kJ/mol，若用I－催化時(shí)活化能Ea’=57kJ/mol，則I－催化時(shí)可加快該加快該反應(yīng)的速率。

①在H2O2溶液中加入KI溶液作催化劑，反應(yīng)過程中發(fā)生I－與IO－之間的轉(zhuǎn)化，由此可知，IO－是中間產(chǎn)物，即H2O2先把I－氧化為IO－，然后，再H2O2把IO－還原為I－，所以，該反應(yīng)先后發(fā)生甲、乙兩個(gè)離子反應(yīng)，反應(yīng)甲的離子方程式為H2O2+I－=H2O+IO－；反應(yīng)乙的離子方程式為H2O2+IO－=H2O+O2↑+I－。

②因?yàn)榭偡磻?yīng)是放熱反應(yīng)，而反應(yīng)甲為吸熱反應(yīng)，則乙為放熱反應(yīng)。又知甲的反應(yīng)速率小于乙的反應(yīng)速率，則甲的活化能較高、乙的活化能較低，所以，在H2O2溶液中加入KI后，反應(yīng)過程的能量變化圖如下：

II.(2)Fe2+與Ag+在溶液中可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)。室溫時(shí)，初始濃度為0.1 mol/LFe(NO3)2溶液中c(Fe3+)隨c(Ag+)的變化如圖所示。由圖可知，c(Fe3+)隨c(Ag+)的增大而增大，說明 Ag+可以把Fe2+氧化為Fe3+。

①Fe(NO3)2溶液中發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為Fe2++Ag+Fe3++Ag↓。

②由圖中A點(diǎn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)c(Ag+)=1.0mol/L時(shí)，c(Fe3+)=0.076mol/L，則c(Fe3+)=0.024mol/L，該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為3.17。

③用下圖的裝置，可以證明上述反應(yīng)的可逆性。由圖可知，c(Ag+)=0.100mol/L、c(Fe3+)=0.100mol/L、c(Fe2+)=0.064mol/L，則濃度商Q==15.625＞3.17，則反應(yīng)Fe2++Ag+Fe3++Ag↓逆向進(jìn)行，銀被氧化、Fe3+被還原，所以銀是負(fù)極、石墨為電池的正極。故閉合電鍵K，立即觀察到的明顯現(xiàn)象是電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。