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. ks5u

（1）O₃將I^-氧化成I₂的過(guò)程由3步反應(yīng)組成：

①I(mǎi)^-（aq）+ O₃（g）= IO^-(aq)+O₂（g）△H₁

②IO^-（aq）+H⁺(aq) HOI(aq) △H₂

③HOI(aq) + I^-(aq) + H⁺(aq)  I₂(aq) + H₂O(l)   △H₃

總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_        ____，其反應(yīng)△H=___     ___

（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_(kāi)______.

（3） 為探究Fe²⁺ 對(duì)O₃氧化I^-反應(yīng)的影響（反應(yīng)體如圖13），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14和下表。

圖14

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13中的A為_(kāi)_   ___，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18s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14，計(jì)算3-18s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

解析：（1）將已知3個(gè)化學(xué)方程式連加可得O₃+2Ⅰ^—+2H⁺=Ⅰ₂+ O₂+ H₂O，由蓋斯定律得△H=△H₁+△H₂+△H₃。（2）依據(jù)平衡常數(shù)的定義可得，K=。（3）由表格可以看出第一組溶液的pH由反應(yīng)前的5.2變?yōu)榉磻?yīng)后的11.0，其原因是反應(yīng)過(guò)程中消耗氫離子，溶液酸性減弱，pH增大，水電離出氫離子參與反應(yīng)破壞水的電離平衡，氫氧根濃度增大，溶液呈堿性，pH增大。由于是持續(xù)通入O₃₌，O₂可以將Fe²⁺氧化為Fe³⁺：O₃+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+ O₂+ H₂O，F(xiàn)e³⁺氧化Ⅰ^—：2Fe³⁺+2Ⅰ^—=Ⅰ₂+2Fe²⁺，Ⅰ^—消耗量增大，轉(zhuǎn)化率增大，與Ⅰ₂反應(yīng)的量減少，Ⅰ₃^—濃度減小。（4）由圖給數(shù)據(jù)可知△c（Ⅰ₃^—）=（11.8×10^—3 mol/L-3.5×10^—3 mol/L）=8.3×10^—3 mol/L，由速率公式得：v（Ⅰ₃^—）=△c（Ⅰ₃^—）/△t= 8.3×10^—3 mol/L/(18—3)=5.5×10^—4 mol/L·s。

答案：（1） O₃+2Ⅰ^—+2H⁺=Ⅰ₂+ O₂+ H₂O，△H=△H₁+△H₂+△H₃。（2） （3）反應(yīng)過(guò)程中消耗氫離子，溶液酸性減弱，pH增大，水電離出氫離子參與反應(yīng)破壞水的電離平衡，氫氧根濃度增大，溶液呈堿性，pH增大；Fe³⁺，BD（4）（計(jì)算過(guò)程略）5.5×10^—4 mol/L·s

命題意圖：化學(xué)反應(yīng)原理與元素化合物