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(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)果見圖2和下表。

、

編號(hào)	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

 

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)________(填字母序號(hào))。

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(寫出計(jì)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由于2I－＋O3＋2H＋=I2＋O2＋H2O，即消耗H＋又生成水，導(dǎo)致溶液的酸性減弱，pH升高

②Fe2＋　由于2Fe3＋＋2I－=I2＋2Fe2＋，使c(I2)增大，促使I2(aq)＋I－(aq) I3—(aq)，平衡右移，消耗的c(I－)增多

③BD

(4)v(I3—)＝≈5.5×10－4 mol·L－1·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—)＝≈5.5×10－4 mol·L－1·s－1。