Question

臭氧能与KI溶液反应，生成一种可使带火星的木条复燃的气体。向反应后的溶液中滴入酚酞，溶液变红色；若滴入淀粉溶液，则变为蓝色。为测定大气中臭氧的含量，将0℃101kPa下33.6m³的空气通入KI溶液，使之完全反应。在所得溶液中用0.01mol·L^-1的Na₂S₂O₃溶液60mL恰好与之反应完全（反应式为2Na₂S₂O₃+I₂  Na₂S₄O₆+2NaI）。
（1）完成下列化学方程式：
O₃+KI+H₂O——
（2）计算大气中臭氧的体积分数。

Answer 1

   （1）O₃+2KI+H₂O  2KOH+I₂+O₂
（2）2×10^-5%

   （1）由题给条件，可知O₃与KI溶液反应，生成物中有O₂（可使带火星的木条复燃），I₂（使淀粉溶液显蓝色）和KOH溶液（溶液中滴入酚酞显红色）。
O₃+KI+H₂O——O₂+I₂+KOH
反应中元素化合价的变化情况：

一个臭氧分子在反应中两个氧原子变为一个氧分子，可视为化合价无变化（均为单质，化合价为0）；另一个氧原子则由0价变为-2价，组成OH^-。根据电子数转移守恒的原则可以确定O₃和KI的化学计量数分别为1和2，由此可以确定其他物质的化学计量数，写出完整的化学反应方程式：
O₃+2KI+H₂O  O₂+I₂+2KOH
（2）根据上述两个反应方程式可推出下列相当关系：
O₃～I₂～2Na₂S₂O₃
1mol   2mol
n（O₃）   0.01mol·L^-1×0.06L=6×10^-4mol
n（O₃）=3×10^-4mol
大气中O₃的体积分数为
φ（O₃）=×100%=2×10^-7×100%=2×10^-5%。