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＋(aq)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Fe2＋对O3氧化I－反应的影响(反应体系如上图)，某研究小组测定两组实验中I3—浓度和体系pH，结果见下图和下表。

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

 

 

图2

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Fe3＋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(Fe3＋)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)2I－(aq)＋O3(g)＋2H＋(aq)=I2(aq)＋O2(g)＋H2O(l)　ΔH1＋ΔH2＋ΔH3　(2)K＝　(3)①溶液中H＋被消耗，生成H2O，溶液pH上升　②Fe(OH)3　Fe3＋形成Fe(OH)3过程中消耗OH－，使溶液中c(H＋)上升，促进I－转化　③BC

(4)t＝3 s时，c(I3—)＝3.5×10－3 mol·L－1，t＝18 s时，c(I3—)＝11.8×10－3 mol·L－1，v(I3—)＝＝5.5×10－4 mol/(L·s)

【解析】本题考查反应热、化学反应速率等，意在考查考生对化学反应原理的理解能力。(1)根据盖斯定律，将三个反应相加，可得总反应：2I－(aq)＋O3(g)＋2H＋(aq)===I2(aq)＋O2(g)＋H2O(l)，则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。(2)该反应的平衡常数K＝。(3)①第1组实验中，pH升高是因为反应消耗了H＋。②图甲中A为Fe(OH)3，由Fe3＋生成Fe(OH)3的过程中消耗OH－，溶液中c(H＋)增大，促进I－转化，因此I－的转化率显著提高。③导致I3—下降的直接原因是I2(g)不断生成，c(I－)减小。