Question

10．碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途，回答下列问题：
（1）已知：25℃时，K_sp（AgCl）=1.7 х 10^-10，K_sp（AgI）=8.5 х 10^-17．大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，浓缩液中含有I^?、Cl^?等离子．取一定量的浓缩液，向其中不断滴加AgNO3 溶液，当AgCl 开始沉淀时，溶液中$\frac{c（{I}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=5.0×10^-7
（2）已知反应：2HI（g）?H₂（g）+I₂（g），△H=+11kJ•mol^-1，1molH₂（g）、1molI₂（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ 的能量，则1mol HI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为299kJ．
（3）已知反应：H₂（g）+I₂ （g）?2HI（g），在 T℃时，将 0.2mol H₂和 0.1mol I₂气态混合物充入 2L 的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得HI 的体积分数为20%，则该反应的平衡常数K=0.3．（结果保留2 位有效数字）
（4）已知NaIO 是一种氧化剂．25℃时0.01mol?L^-1的NaIO 溶液的pH=10，则溶液中的水电离的c（OH^-）=10^-4mol/L，NaIO 溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（IO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）当AgCl开始沉淀时，说明溶液中的c（I^-）和c（Cl^-）均已达到饱和状态，因此可以根据溶度积表达式进行计算，溶液中 $\frac{c（{I}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{Ksp（AgI）}{Ksp（AgCl）}$；
（2）正反应为吸热反应，化学键断裂时需吸收的能量-化学键生成时需放出的能量=反应吸收的热量；
（3）在457.6℃时，将0.2molH₂和0.1mol I₂气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得HI的体积分数为20%，设反应的氢气物质的量浓度为x，
                 H₂（g）+I₂（g）?2HI（g），
起始量（mol/L）  0.02    0.01       0
变化量（mol/L）  x        x         2x
平衡量（mol/L）0.02-x   0.01-x      2x
结合碘化氢体积分数计算x，平衡常数等于生成物浓度的幂次方乘积除以反应物平衡浓度的幂次方乘积；
（4）NaIO 溶液的pH=10，溶液呈碱性，NaIO为强碱弱酸盐，促进水的电离，以此解答该题．

解答 解：（1）当AgCl开始沉淀时，说明溶液中的c（I^-）和c（Cl^-）均已达到饱和状态，因此可以根据溶度积表达式进行计算，溶液中$\frac{c（{I}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{Ksp（AgI）}{Ksp（AgCl）}$=$\frac{8.5×1{0}^{-17}}{1.8×1{0}^{-10}}$$\frac{8.5×1{0}^{-17}}{1.7×1{0}^{-10}}$=5.0×10^-7，
故答案为：5.0×10^-7；
（2）2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）△H=+11kJ•mol^-1，设1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为x kJ，则：2x kJ-436kJ-151kJ=11kJ，解得x=299，
故答案为：299kJ；
（3）设反应的氢气物质的量浓度为x，
                 H₂（g）+I₂（g）?2HI（g），
起始量（mol/L）  0.02    0.01       0
变化量（mol/L）  x        x         2x
平衡量（mol/L）0.02-x   0.01-x      2x
$\frac{2x}{0.02-x+0.01-x+2x}$×100%=20%
x=0.003mol/L，
平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{I}_{2}）c（{H}_{2}）}$=$\frac{（2×0.003）^{2}}{（0.02-0.003）（0.01-0.003）}$=0.3，
故答案为：0.3；
（4）25℃时0.01mol?L^-1的NaIO 溶液的pH=10，溶液中所有的OH^-由水电离生成，则溶液中的水电离的c（OH^-）=10^-4mol/L，c（Na⁺）＞c（IO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故答案为：10^-4mol/L；c（Na⁺）＞c（IO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

点评 本题比较综合，涉及反应热计算、化学平衡常数计算等，属于拼合型题目，侧重考查学生自学能力、分析解决问题的能力，题目难度中等．