题目内容

7．O3氧化海水中I-是大气中碘的主要来源．将O3通入稀硫酸酸化的NaI溶液中进行模拟研究，发生反应如下：
反应Ⅰ：O3+2I-+2H+=I2+O2+H2O
（1）用双线桥标示反应Ⅰ的电子转移情况．
（2）I2可以继续与I-发生反应Ⅱ：I2（aq）+I-（aq）?I3-（aq）△H，为探究外在条件对I3-生成速率的影响，做了如下三组实验，完成表中的内容（表中不要留空格）：
实验编号实验目的反应物温度反应前溶液的pH
A对照组O3+NaI+H2SO425℃5.2
B研究FeCl2对I3-生成速率的影响O3+NaI+H2SO4+FeCl225℃5.2
C研究温度对I3-生成速率的影响O3+NaI+H2SO45℃5.2
（3）用离子色谱仪测定I3-浓度随时间变化如图所示：
①反应Ⅱ的△H＜0（填“＞”“＜”或“=”）
②实验B 10s内，I3-的生成速率为8.8×10-4mol/（L．s）．
③实验B 18s后，I3-生成速率降低的主要原因是I-浓度降低．
（4）为进一步探究FeCl2对I3-生成速率的影响，提出合理假设，
假设一：Fe2+对反应起催化作用；
假设二：Cl-对反应起催化作用．
（5）请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论．
实验步骤及结论：取一定量NaI溶液，加入稀硫酸调节pH=5.2，将溶液均分为两份A和B，向A、B试管中分解加入等物质的量的FeSO4、Na2SO4固体少许，之后同时向两支试管中通入O3，用离子色谱仪测定10s后I3-浓度，若cA（I3-）＞cB（I3-），说明假设一成立，若cA（I3-）=cB（I3-），则假设一不成立．

分析 （1）O3+2I-+2H+=I2+O2+H2O中O元素的化合价由0降低为-2价，I元素的化合价由-1价升高为0，该反应中转移2e-；
（2）探究外在条件对I3-生成速率的影响，由控制变量法可知，A、B催化剂不同，温度、浓度等均相同；而A、C中只有温度不同；
（3）①由图中A、C曲线可知，A中温度高，平衡时I3-浓度小；
②实验B 10s内，I3-的浓度增加8.8×10-3mol/L；
③由I2（aq）+I-（aq）?I3-（aq）可知，使c（I3-）急剧减小，说明平衡逆向移动；
（4）FeCl2由亚铁离子、氯离子构成，由假设一分析阳离子，则假设二为阴离子；
（5）实验验证上述假设一，利用阴离子相同的两种盐溶液，分析c（I3-）的变化确定是否存在催化作用．

解答 解：（1）O3+2I-+2H+=I2+O2+H2O中O元素的化合价由0降低为-2价，I元素的化合价由-1价升高为0，该反应中转移2e-，则双线桥标示电子转移情况为
，故答案为：；
（2）探究外在条件对I3-生成速率的影响，由控制变量法可知，A、B只催化剂不同，温度、浓度等均相同，则B中温度为25℃；而A、C中只有温度不同，则C中实验目的为研究温度对I3-生成速率的影响，则pH=5.2，
故答案为：

实验编号实验目的反应物温度反应前溶液的pH
A对照组O3+NaI+H2SO425℃5.2
B研究FeCl2对I3-生成速率的影响O3+NaI+H2SO4+FeCl225℃5.2
C研究温度对I3-生成速率的影响O3+NaI+H2SO45℃5.2
；
（3）①由图中A、C曲线可知，A中温度高，平衡时I3-浓度小，则升高温度平衡逆向移动，可知反应Ⅱ的△H＜0，故答案为：＜；
②实验B 10s内，I3-的浓度增加8.8×10-3mol/L，I3-的生成速率为$\frac{8.8×1{0}^{-3}mol/L}{10s}$=8.8×10-4mol/（L．s），故答案为：8.8×10-4mol/（L．s）；
③实验B 18s后，I3-生成速率降低的主要原因是I-浓度降低，平衡逆向移动，导致c（I3-）急剧减小，故答案为：I-浓度降低；
（4）FeCl2由亚铁离子、氯离子构成，Fe2+对反应起催化作用，则假设二为Cl-对反应起催化作用，故答案为：Cl-对反应起催化作用；
（5）实验验证上述假设一，设计实验及步骤为：取一定量NaI溶液，加入稀硫酸调节pH=5.2，将溶液均分为两份A和B，向A、B试管中分解加入等物质的量的FeSO4、Na2SO4固体少许，之后同时向两支试管中通入O3，用离子色谱仪测定10s后I3-浓度，若cA（I3-）＞cB（I3-），说明假设一成立，若cA（I3-）=cB（I3-），则假设一不成立，
故答案为：取一定量NaI溶液，加入稀硫酸调节pH=5.2，将溶液均分为两份A和B，向A、B试管中分解加入等物质的量的FeSO4、Na2SO4固体少许，之后同时向两支试管中通入O3，用离子色谱仪测定10s后I3-浓度，若cA（I3-）＞cB（I3-），说明假设一成立，若cA（I3-）=cB（I3-），则假设一不成立．

点评 本题考查性质实验方案的设计，为高频考点，涉及氧化还原反应、影响反应速率的因素、实验设计等，侧重分析与实验能力的综合考查，注意控制变量法、图象分析及实验对比的应用，题目难度中等．

练习册系列答案
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20．某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料（C3H8O）．下列说法正确的是（　　）
A．该装置将化学能转化为光能和电能
B．该装置工作时，H+从b极区向a极区迁移
C．每生成1mol O2，有44g CO2被还原
D．a电极的反应为：3CO2+18H+-18e-=C3H8O+5H2O
18．微粒有多种表示方式，下列各组不同表示方式一定代表同种微粒的是（　　）
A．C3H6、CH2═CHCH3B．H2O2、C．D．    1S22S22p63S23p6
15．如表中的陈述均正确并且前后存在因果关系的是（　　）
选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ
ASO2有漂白性SO2可使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色
BFe3+有强氧化性FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜
C浓硫酸有吸水性浓硫酸可使蔗糖和纸张碳化变黑
DSiO2有导电性SiO2可用于制备光导纤维
A．AB．BC．CD．D
2．对二甲苯（PX）是生产矿泉水瓶（聚对苯二甲酸乙二醇酯，简称PET）的必要原料，生产涉及的反应之一如图所示．下列有关说法错误的是（　　）
A．PX分子中既含σ键又含π键
B．PTA是该反应的氧化产物
C．PTA与乙二醇通过加聚反应即可生产PET塑料
D．该反应每消耗1molPX，共转移12NA个电子（NA为阿伏伽德罗常数）
12．2-苯基-2-丁醇不稳定，200℃以上会分解，是重要的有机合成中间体，以溴苯为原料合成该中间体的反应原理如图1：

【实验装置】如图2
【实验步骤】
步骤1：将镁条置于装置Ⅰ的三颈烧瓶中，加入100mL乙醚（ρ=0.71g•cm-3），在冷却条件下缓缓滴入溴苯，微热并加入一小块碘引发反应①．
步骤2：滴加14.2mL丁酮和30mL乙醚混合物，发生反应②；滴加入20%的NH4Cl水溶液，发生反应③．
步骤3：分出油层，用水洗涤至中性，用无水CaCl2干燥．
步骤4：用装置Ⅱ先蒸出乙醚，再蒸馏出产品．
（1）步骤1中加入碘的作用是做催化剂．
（2）装置Ⅰ中滴加液体所用的仪器的名称是恒压漏斗，反应②需将三颈烧瓶置于冰水中，且逐滴加入丁酮和乙醚，其目的是该反应放热，防止反应过于剧烈．
（3）步骤三中分离出油层的具体实验操作是将混合液置于分液漏斗中，先放出下层液体于烧杯中，再将上层液体从上口倒入另一烧杯中．
（4）装置Ⅱ采用的是减压蒸馏，实验时需将吸滤瓶需连接抽气泵；采用这种蒸馏方式的原因是降低2-苯基-2-丁醇的沸点，防止温度过高发生分解．
19．构成A、B、C、D、E五种物质的元素中，只有一种不属于短周期元素．A、B、C、D、E五种物质之间的转化关系如图所示：下列判断错误的是（　　）
A．若A是可溶性强碱，B是正盐，D不溶于稀硝酸，则B的化学式为（NH4）2SO4
B．若A和B都是盐，A难溶于水，而B易溶于水，D不溶于稀硝酸，C为无色无味气体，则B的化学式为NaHSO4
C．若A是2：1 型的离子化合物，B是硫酸盐，D既可溶于稀盐酸又可溶于NaOH溶液，且A与B的物质的量之比为3：1时恰好完全反应，则B的化学式为Al2（SO4）3
D．若A是1：1型的离子化合物，A与过量的B溶液反应才有D生成；将C燃烧的产物通过装有碱石灰的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶，两者的质量都增加，则B的化学式一定为Al2（SO4）3
16．下列说法中，错误的是（　　）
A．乙酸乙酯、油脂都属于酯类，但不是同系物
B．误服重金属盐，立即服用豆浆或牛奶可解毒
C．蔗糖、纤维素、淀粉水解的最终产物都是葡萄糖
D．煤的干馏可以得到苯等芳香烃
17．丙烯（CH3-CH═CH2 ）是乙烯的同系物，丙烯分子中在同一平面上的原子最多有7个，丙烯与HBr发生加成反应的产物的结构简式为CH3-CHBr-CH3 ，CH3-CH2-CH2Br．

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