Question

大气中的部分碘源于O₃对海水中I^－的氧化。将O₃持续通入NaI溶液中进行模拟研究。
（1）O₃将I^－氧化成I₂的过程由3步反应组成：
①I^－（aq）＋O₃（g）=IO^－（aq）＋O₂（g）ΔH₁
②IO^－（aq）＋H^＋（g）=HOI（aq）ΔH₂
③HOI（aq）＋I^－（aq）＋H^＋（aq）=I₂（aq）＋H₂O（l）ΔH₃
总反应的化学方程式为_________________________________，
其反应热ΔH＝______________。
（2）在溶液中存在化学平衡：I₂（aq）＋I^－（aq） I₃^-（aq），其平衡常数表达式为________。
（3）为探究Fe^2＋对O₃氧化I^－反应的影响（反应体系如图1），某研究小组测定两组实验中I₃^-浓度和体系pH，结果见图2和下表。

编号	反应物	反应前pH	反应前pH
第1组	O3＋I－	5.2	11.0
第2组	O3＋I－＋Fe2＋	5.2	4.1

 
①第1组实验中，导致反应后pH升高的原因是______________。
②图1中的A为________。由Fe^3＋生成A的过程能显著提高I^－的转化率，原因是____________________。
③第2组实验进行18 s后，I₃^-浓度下降。导致下降的直接原因有（双选）________。
A．c（H^＋）减小
B．c（I^－）减小
C．I₂（g）不断生成
D．c（Fe^3＋）增加
（4）据图2，计算3～18 s内第2组实验中生成I₃^-的平均反应速率（写出计算过程，结果保留两位有效数字）。

Answer 1

（1）O₃（g）＋2I^－（aq）＋2H^＋（aq）=O₂（g）＋I₂（aq）＋H₂O（l）　ΔH₁＋ΔH₂＋ΔH₃
（2）K＝
（3）①H^＋被消耗，其浓度降低　②Fe^2＋　Fe^3＋氧化I^－生成I₂，使I^－的转化率显著提高　③BD
（4）反应时间：18 s－3 s＝15 s，I₃^-浓度变化：11.8×10^－3mol·L^－1－3.5×10^－3mol·L^－3mol·L^－1＝8.3×10^－3mol·L^－1，v（I₃^-）＝≈5.5×10^－4mol·（L·s）^－1

利用盖斯定律、化学反应速率、化学平衡的影响因素等分析及计算，逐步解决问题。
（1）根据盖斯定律，由①＋②＋③可得总反应为2I^－（aq）＋O₃（g）＋2H^＋（aq）=I₂（aq）＋O₂（g）＋H₂O（l），则ΔH＝ΔH₁＋ΔH₂＋ΔH₃。（2）所给反应的平衡常数表达式为K＝。（3）①第1组实验中，pH升高是因为反应消耗了H^＋。②图1中的A为Fe^2＋，由Fe^3＋生成Fe^2＋的过程中，I^－被氧化为I₂，因此I^－的转化率显著提高。③导致I₃^-浓度下降的原因是c（Fe^3＋）增加，使c（I^－）减小，平衡I₂（aq）＋I^－（aq）??I₃^-（aq）逆向移动。（4）v（I₃^-）＝≈5.5×10^－4mol·（L·s）^－1。
点拨：知识：反应热、化学反应速率、化学平衡常数。能力：考查考生对化学反应原理的理解能力。试题难度：中等。