Question

化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。

(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS₂晶体，发生如下反应：

TaS₂(s)＋2I₂(g)TaI₄(g)＋S₂(g)　ΔH＞0　(Ⅰ)

反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K＝________，若K＝1，向某恒容容器中加入1 mol I₂(g)和足量TaS₂(s)，I₂(g)的平衡转化率为________。

(2)如图所示，反应(Ⅰ)在石英真空管中进行，先在温度为T₂的一端放入未提纯的TaS₂粉末和少量I₂(g)，一段时间后，在温度为T₁的一端得到了纯净TaS₂晶体，则温度T₁________T₂(填“＞”、“＜”或“＝”)。上述反应体系中循环使用的物质是________。

(3)利用I₂的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢样中的硫转化成H₂SO₃，然后用一定浓度的I₂溶液进行滴定，所用指示剂为________，滴定反应的离子方程式为________________________________________________________________________。

(4)25℃时，H₂SO₃HSO＋H^＋的电离常数K_a＝1×10^－2 mol·L^－1，则该温度下NaHSO₃水解反应的平衡常数K_b＝________mol·L^－1，若向NaHSO₃溶液中加入少量的I₂，则溶液中将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

Answer 1

解析：本题考查化学反应速率、化学平衡及相关计算，意在考查考生灵活分析问题的能力。(1)在有气体参与的反应中，固体和液体的浓度不列入化学平衡常数表达式中。设容器的容积是V L，

TaS₂(s)＋2I₂(g)TaI₄(g)＋S₂(g)

起始浓度/ mol·L^－1　　　　        　1/V　　 0　　　　0

转化浓度/ mol·L^－1                   2x     x        x

平衡浓度/ mol·L^－1　　          　(1/V－2x)  x        x

则K＝＝＝1，x＝，则I₂(g)的平衡转化率是＝66.7%。(2)根据平衡移动及物质的提纯，在温度T₁端得到纯净的TaS₂晶体，即温度T₁端与T₂端相比，T₁端平衡向左移动，则T₁＜T₂。生成物I₂(g)遇冷可在管壁上凝结成纯净的I₂(s)，从而循环利用。(3)碘单质遇淀粉溶液变蓝色，当滴入最后一滴I₂溶液时溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色，则说明达滴定终点。由I₂～2e^－～2I^－，H₂SO₃～2e^－～SO，根据得失电子数相等则有I₂～H₂SO₃，再结合原子守恒和电荷守恒配平。(4)H₂SO₃的电离常数表达式为K_a＝，NaHSO₃的水解反应的平衡常数K_h＝＝＝＝＝1×10^－12。加入I₂后HSO被氧化为H₂SO₄，c(H^＋)增大，c(OH^－)减小，K_h不变，由K_h＝得＝，所以该比值增大。

答案：(1)　66.7%　(2)＜　I₂　(3)淀粉　I₂＋H₂SO₃＋H₂O===4H^＋＋2I^－＋SO

(4)1×10^－12　增大