Question

1．已知：I₂能与I^-反应成I₃^-，并在溶液中建立如下平衡：I₂+I^-I₃^-．通过测平衡体系中c（I₂）、c（I^-）和
c（I₃^-），就可求得该反应的平衡常数．
I、某同学为测定上述平衡体系中c（I₂），采用如下方法：取V₁ mL平衡混合溶液，用c mol/L的Na₂S₂O₃溶液进行滴定（反应为I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆），消耗V₂ mL的Na₂S₂O₃溶液．根据V₁、V₂和c可求得c（I₂）．
（1）上述滴定时，可采用淀粉做指示剂，滴定终点的现象是溶液由蓝色变为无色，且30秒内不再变色（或不恢复原来颜色）．
（2）下列对该同学设计方案的分析，正确的是C（填字母）．
A．方案可行，能准确测定溶液中的c（I₂）   
B．不可行，因为I^-能与Na₂S₂O₃发生反应
C．不可行，只能测得溶液中c（I₂）与c（I₃^-）之和
Ⅱ、化学兴趣小组对上述方案进行改进，拟采用下述方法来测定该反应的平衡常数（室温条件下进行，溶液体积变化忽略不计）：

已知：①I^-和I₃^-不溶于CCl₄；②一定温度下，碘单质在四氯化碳和水混合液体中，碘单质的浓度比值即$\frac{c[{I}_{2}（CC{l}_{4}）]}{c[{I}_{2}（{H}_{2}O）]}$是一个常数（用K_d表示，称为分配系数），且室温条件下K_d=85，回答下列问题：
（3）操作Ⅰ使用的玻璃仪器中，除烧杯、玻璃棒外，还需要的仪器是分液漏斗（填名称）．
（4）下层液体中碘单质的物质的量浓度是0.085mol/L．
（5）实验测得上层溶液中c（I₃^-）=0.049mol•L^-1，结合上述有关数据，计算室温条件下反应I₂+I^-I₃^-的平衡常数K=961（用具体数据列出计算式即可）．

Answer 1

分析 （1）依据滴定实验和试剂选择分析判断，反应原理为，I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆ ，指示剂选择淀粉，滴入最后一滴溶液由蓝色变化为无色，半分钟不变化证明反应达到终点；
（2）依据碘单质能与I^-反应成I₃^-，并在溶液中建立如下平衡：I₂+I^-?I₃^-，分析判断选项；
（3）操作Ⅰ是分液操作，用到的玻璃仪器以及分离操作装置和步骤回答分析；
（4）由硫代硫酸钠滴定碘单质的定量关系计算物质的量得到浓度；
（5）依据分配系数计算水溶液中碘单质浓度，根据反应计算水溶液中碘离子的浓度，结合平衡常数概念计算分析．

解答 解：（1）取V₁ mL平衡混合溶液，用c mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液进行滴定（反应为I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆），指示剂选择淀粉，滴入最后一滴溶液由蓝色变化为无色，半分钟不变化证明反应达到终点，
故答案为：淀粉；溶液由蓝色变为无色，且30秒内不再变色（或不恢复原来颜色）；
（2）碘单质能与I^-反应成I₃^-，并在溶液中建立如下平衡：I₂+I^-?I₃^-；
A．方案不可行．依据操作的化学平衡分析可知，测定的是碘单质和I₃^-的含量，不能准确测定溶液中的c（I₂），故A错误；
B．不可行．因为I^-不能与Na₂S₂O₃发生反应，是碘单质和Na₂S₂O₃发生反应，故B错误；
C．不可行．依据操作的平衡可知，实验只能测得溶液中c（I₂）与c（I₃^-）之和，不能测定离子浓度，故C正确；
故答案为：C；
（3）步骤Ⅰ是分液操作，需要用到的玻璃容器，除烧杯、玻璃棒外，还有分液漏斗，故答案为：分液漏斗；
（4）依据化学反应可知设碘单质物质的量为x；
I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆，
1 2
x 0.1mol/L×0.017L
x=0.00085mol
浓度=$\frac{0.00085mol}{0.010L}$=0.085mol/L；
故答案为：0.085mol/L；
（5）依据$\frac{c[{I}_{2}（CC{l}_{4}）]}{c[{I}_{2}（{H}_{2}O）]}$=85，计算得到水溶液中碘单质的浓度c（I₂）=0.001mol/L；10ml溶液中c（I₃^-）=0.049mol•L^-1，物质的量0.00049mol，所以反应的碘离子物质的量为0.00049mol，平衡状态碘离子物质的量=0.1mol/L×0.01L=0.001mol-0.00049mol=0.00051mol，I₂+I^-?I₃^-，则浓度c（I^-）=0.051mol/L，平衡常数K=$\frac{c（I{\;}_{3}{\;}^{-}）}{c（I{\;}^{-}）c（I{\;}_{2}）}$=$\frac{0.049mol/L}{0.001mol/L×0.051mol/L}$=961，
故答案为：961．

点评 本题考查了滴定实验分析判断，实验数据的计算分析应用，应用信息是解题关键，题目难度中等．