Question

1．碘及其化合物在生活中应用广泛．含有碘离子的溶液需回收处理．
（1）“硫碘循环”法是分解水制备氢气的研究热点，涉及下列两个反应：
反应Ⅰ：SO₂（g）+I₂（aq）+2H₂O（l）═2HI（aq）+H₂SO₄（aq）△H₁
反应Ⅱ：HI（aq）=$\frac{1}{2}$H₂（g）+$\frac{1}{2}$I₂（aq）△H₂
①反应：SO₂（g）+2H₂O（1）═H₂SO₄（aq）+H₂（g）的△H=△H₁+2△H₂（用△H₁、△H₂表示）．
②反应I发生时，溶液中存在如下平衡：I₂（aq）+I^-（aq）?I₃^-（aq），其反应速率极快且平衡常数大．现将1mol SO₂缓缓通入含1mol I₂的水溶液中至恰好完全反应．溶液中I^3-的物质的量[n（I₃^-）]随反应时间（t）的变化曲线如图1所示．开始阶段．N（I₃^-）逐渐增大的原因是开始阶段，SO2和I2反应生成的I-的浓度不断增大，I₂（aq）+I^-（aq）?I₃^-（aq）的反应平衡向右移动，n（I₃^-）不断增加．

（2）用海带提取碘时，需用氯气将碘离子氧化成单质．酸性条件下，若氯气过量就能将碘单质进一步氧化成碘酸根离子，写出氯气与碘单质反应的离子方程式：5Cl₂+I₂+7H₂O=2IO₃^-+10Cl^-+12H⁺．
（3）科研小组用新型材料Ag/TiO₂对溶液中碘离子进行吸附研究．如图2是不同PH条件下，碘离子吸附效果的变化曲线．据此推断Ag/TiO₂材料最适合吸附中性   （填“酸性”“中性”或“碱性”）溶液中的I-．
（4）氯化银复合吸附剂也可有效吸附碘离子．氯化银复合吸附剂对碘离子的吸附反应为I^-（aq）+AgCl（s）
?AgI（s）+Cl^-（aq），反应达到平衡后溶液中c（I^-）=$\frac{c（C{l}^{-}）Kap（AgI）}{Kap（AgCl）}$[用c（Cl^-）、K_ap（AgCl）和K_aq（AgI）表示]．该方法去除碘离子的原理是AgI的溶度积比AgCl的溶度积小．

Answer 1

分析 （1）①SO₂（g）+I₂（aq）+2H₂O（l）═2HI（aq）+H₂SO₄（aq）①△H₁
HI（aq）=$\frac{1}{2}$H₂（g）+$\frac{1}{2}$I₂（aq）②△H₂，①+2×②得，SO₂（g）+2H₂O（1）═H₂SO₄（aq）+H₂（g）△H=△H₁+2△H₂，据此进行分析；
②开始阶段，SO2和I2反应生成的I-的浓度不断增大，I₂（aq）+I^-（aq）?I₃^-（aq）的反应平衡向右移动，n（I₃^-）不断增加；
（2）据题意书写离子方程式；
（3）据图象分析pH=7时，吸附效果最好；
（4）K_ap（AgCl）=c（Ag⁺）c（Cl^-），则c（Ag⁺）=$\frac{Kap（AgCl）}{c（C{l}^{-}）}$，K_aq（AgI）=c（Ag⁺）c（I^-），则c（Ag⁺）=$\frac{Kaq（AgI）}{c（{I}^{-}）}$，故$\frac{Kap（AgCl）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{Kaq（AgI）}{c（{I}^{-}）}$，据此进行计算； AgI的溶度积比AgCl的溶度积小．

解答 解：（1）①SO₂（g）+I₂（aq）+2H₂O（l）═2HI（aq）+H₂SO₄（aq）①△H₁
HI（aq）=$\frac{1}{2}$H₂（g）+$\frac{1}{2}$I₂（aq）②△H₂，①+2×②得，SO₂（g）+2H₂O（1）═H₂SO₄（aq）+H₂（g）△H=△H₁+2△H₂，
故答案为：△H₁+2△H₂；
②N（I₃^-）逐渐增大的原因是，开始阶段，SO₂和I₂反应生成的I^-的浓度不断增大，I₂（aq）+I^-（aq）?I₃^-（aq）的反应平衡向右移动，n（I₃^-）不断增加，
故答案为：开始阶段，SO₂和I₂反应生成的I^-的浓度不断增大，I₂（aq）+I^-（aq）?I₃^-（aq）的反应平衡向右移动，n（I₃^-）不断增加；
（2）氯气过量就能将碘单质进一步氧化成碘酸根离子，故氯气与碘单质反应的离子方程式为5Cl₂+I₂+7H₂O=2IO₃^-+10Cl^-+12H⁺，
故答案为：5Cl₂+I₂+7H₂O=2IO₃^-+10Cl^-+12H⁺；
（3）据图象分析pH=7时，吸附效果最好，故最适合吸附的是中性，
故答案为：中性；
（4）K_ap（AgCl）=c（Ag⁺）c（Cl^-），则c（Ag⁺）=$\frac{Kap（AgCl）}{c（C{l}^{-}）}$，K_aq（AgI）=c（Ag⁺）c（I^-），则c（Ag⁺）=$\frac{Kaq（AgI）}{c（{I}^{-}）}$，故$\frac{Kap（AgCl）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{Kaq（AgI）}{c（{I}^{-}）}$，故c（I^-）=$\frac{c（C{l}^{-}）Kap（AgI）}{Kap（AgCl）}$，该方法去除碘离子的原理是利用AgI的溶度积比AgCl的溶度积小；
故答案为：$\frac{c（C{l}^{-}）Kap（AgI）}{Kap（AgCl）}$；AgI的溶度积比AgCl的溶度积小．

点评 本题考查反应热的计算，离子方程式的书写，据图象分析吸附效果，离子浓度的计算，本题难度中等．