Question

碘及其化合物在人类活动中占有重要地位．
（1）加碘食盐中含有碘酸钾（KIO₃），工业上以电解法制备碘酸钾，电解设备如图所示．先将一定量的碘溶于过量氢氧化钾溶液，发生反应：3I₂+6KOH═5KI+KIO₃+3H₂O，再将该溶液加入

 

（阴极、阳极）区，另将氢氧化钾溶液加入另外一个区．使用

 

（阴、阳）离子交换膜，在阳极发生的电极反应式：

 

．
（2）碘化氢不稳定，分解反应的热化学方程式是2HI（g）?I₂（g）+H₂（g）△H=+9.48kJ?mol^-1已知△S＞0
①该反应属于

 

A．任何温度均自发    B．任何温度均不自发   C．高温自发    D．低温自发
②一定条件下，反应在一个带有活塞的密闭容器中达到平衡，下列说法中不正确的是

 

A．恒温，缩小体积，平衡常数不变
B．恒温，缩小体积，平衡不移动，颜色加深
C．恒容，升温，正向反应速率和逆向反应速率均增大
D．恒容，在容器中若投入2mol HI，达到平衡时吸收9.48kJ 的热量
③一定温度下，平衡常数K=1/4，在2L的容器中，加入4molHI发生反应达到平衡，HI的转化率

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,反应热和焓变,电解原理

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）阳极上碘离子放电生成碘酸根离子，碘失电子和氢氧根离子反应生成碘酸根离子，所以要使用阴离子交换膜；
（2）①如果△G=△H-T△S＜0，则该反应就能自发进行；
②A．温度不变，平衡常数不变；
B．恒温，改变压强平衡不移动；
C．恒容，升高温度，正逆反应速率都增大；
D．该反应存在化学平衡；
③根据化学平衡常数计算参加反应的碘化氢的物质的量，再根据转化率公式计算其转化率．

解答： 解：（1）碘离子在阳极上放电生成碘酸根离子，所以该溶液要投放在阳极区域，阳极上碘离子失电子和氢氧根离子反应生成碘酸根离子，所以氢氧根离子要从阴极区域移向阳极区域，则要使用阴离子交换膜，阳极上电极反应式为，故答案为：阳极；阴；I^--6e^-+6OH^-═IO₃^-+3H₂O；
（2）①根据△G=△H-T△S，已知△S＞0，△H＞0，要使该反应能自发进行，即△G＜0，则需要高温条件，故选C；
②A．恒温时，温度不变，平衡常数不变，与压强大小无关，故正确；
B．恒温，缩小体积，压强增大，该反应反应前后气体体积不变，所以平衡不移动，但碘的浓度增大，所以颜色加深，故正确；
C．恒容，升温，正向反应速率和逆向反应速率均增大，故正确；
D．恒容，在容器中若投入2mol HI，该反应为可逆反应，所以反应物不能完全转化，所以达到平衡时吸收热量小于9.48kJ，故错误；
故选D；
③一定温度下，平衡常数K=1/4，在2L的容器中，加入4molHI发生反应达到平衡，设HI转化的物质的量为x，根据2HI（g）?I₂（g）+H₂（g）知，生成n（I₂）=n（H₂）=0.5n（HI）=0.5x mol
则平衡时c（I₂）=c（H₂）=0.25x mol/L，c（HI）=0.5（4-x） mol/L，
化学平衡常数K=

0.25x×0.25x

0.5(4-x)

=

1

4

，x=2mol，
HI的转化率=

(4-2)mol

4mol

×100%=50%，
故答案为：50%．

点评：本题考查了化学平衡的影响因素及电解原理，根据物质之间的关系式结合化学平衡的影响因素来分析解答（2）题，注意该反应特点，知道压强对该反应平衡无影响，为易错点；
（1）中要注意溶液投放区域的选取，根据得失电子来分析解答，难度中等．