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Fe^2＋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)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　Fe^3＋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)

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Fe^3＋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。