Question

化學(xué)反應(yīng)原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。

(1)利用“化學(xué)蒸氣轉(zhuǎn)移法”制備TaS₂晶體，發(fā)生如下反應(yīng)：

TaS₂(s)＋2I₂(g)TaI₄(g)＋S₂(g)　ΔH＞0　(Ⅰ)

反應(yīng)(Ⅰ)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝________，若K＝1，向某恒容容器中加入1 mol I₂(g)和足量TaS₂(s)，I₂(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為________。

(2)如圖所示，反應(yīng)(Ⅰ)在石英真空管中進(jìn)行，先在溫度為T₂的一端放入未提純的TaS₂粉末和少量I₂(g)，一段時(shí)間后，在溫度為T₁的一端得到了純凈TaS₂晶體，則溫度T₁________T₂(填“＞”、“＜”或“＝”)。上述反應(yīng)體系中循環(huán)使用的物質(zhì)是________。

(3)利用I₂的氧化性可測定鋼鐵中硫的含量。做法是將鋼樣中的硫轉(zhuǎn)化成H₂SO₃，然后用一定濃度的I₂溶液進(jìn)行滴定，所用指示劑為________，滴定反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。

(4)25℃時(shí)，H₂SO₃HSO＋H^＋的電離常數(shù)K_a＝1×10^－2 mol·L^－1，則該溫度下NaHSO₃水解反應(yīng)的平衡常數(shù)K_b＝________mol·L^－1，若向NaHSO₃溶液中加入少量的I₂，則溶液中將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

Answer 1

解析：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡及相關(guān)計(jì)算，意在考查考生靈活分析問題的能力。(1)在有氣體參與的反應(yīng)中，固體和液體的濃度不列入化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中。設(shè)容器的容積是V L，

TaS₂(s)＋2I₂(g)TaI₄(g)＋S₂(g)

起始濃度/ mol·L^－1　　　　        　1/V　　 0　　　　0

轉(zhuǎn)化濃度/ mol·L^－1                   2x     x        x

平衡濃度/ mol·L^－1　　          　(1/V－2x)  x        x

則K＝＝＝1，x＝，則I₂(g)的平衡轉(zhuǎn)化率是＝66.7%。(2)根據(jù)平衡移動(dòng)及物質(zhì)的提純，在溫度T₁端得到純凈的TaS₂晶體，即溫度T₁端與T₂端相比，T₁端平衡向左移動(dòng)，則T₁＜T₂。生成物I₂(g)遇冷可在管壁上凝結(jié)成純凈的I₂(s)，從而循環(huán)利用。(3)碘單質(zhì)遇淀粉溶液變藍(lán)色，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜪₂溶液時(shí)溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪色，則說明達(dá)滴定終點(diǎn)。由I₂～2e^－～2I^－，H₂SO₃～2e^－～SO，根據(jù)得失電子數(shù)相等則有I₂～H₂SO₃，再結(jié)合原子守恒和電荷守恒配平。(4)H₂SO₃的電離常數(shù)表達(dá)式為K_a＝，NaHSO₃的水解反應(yīng)的平衡常數(shù)K_h＝＝＝＝＝1×10^－12。加入I₂后HSO被氧化為H₂SO₄，c(H^＋)增大，c(OH^－)減小，K_h不變，由K_h＝得＝，所以該比值增大。

答案：(1)　66.7%　(2)＜　I₂　(3)淀粉　I₂＋H₂SO₃＋H₂O===4H^＋＋2I^－＋SO

(4)1×10^－12　增大