大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化.将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究. ks5u (1)O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成: ①I-(aq)+ O3(g)= IO-(aq)+O2(g)△H1 ②IO-(aq)+H+(aq) HOI(aq) △H2 ③HOI(aq) + I-(aq) + H+(aq) I2(aq) + H2O(l) △H3 总反应� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

大气中的部分碘源于O₃对海水中I^-的氧化。将O₃持续通入NaI溶液中进行模拟研究. ks5u

（1）O₃将I^-氧化成I₂的过程由3步反应组成：

①I^-（aq）+ O₃（g）= IO^-(aq)+O₂（g）△H₁

②IO^-（aq）+H⁺(aq) HOI(aq) △H₂

③HOI(aq) + I^-(aq) + H⁺(aq) I₂(aq) + H₂O(l) △H₃

总反应的化学方程式为__ ____，其反应△H=___ ___

（2）在溶液中存在化学平衡：I₂(aq) + I^-(aq) I₃^-(aq)，其平衡常数表达式为_______.

（3）为探究Fe²⁺对O₃氧化I^-反应的影响（反应体如图13），某研究小组测定两组实验中I₃^-浓度和体系pH，结果见图14和下表。

图14

①第1组实验中，导致反应后pH升高的原因是_______。

②图13中的A为__ ___，由Fe³⁺生成A的过程能显著提高Ⅰ^-的转化率，原因是____ ___.

③第2组实验进行18s后，I₃^-浓度下降。导致下降的直接原因有（双选）______。

A.c(H⁺)减小 B.c(I^-)减小 C. I₂(g)不断生成 D. c(Fe³⁺)增加

（4）据图14，计算3-18s内第2组实验中生成I₃^-的平均反应速率（写出计算过程，结果保留两位有效数字）。

解析：（1）将已知3个化学方程式连加可得O₃+2Ⅰ^—+2H⁺=Ⅰ₂+ O₂+ H₂O，由盖斯定律得△H=△H₁+△H₂+△H₃。（2）依据平衡常数的定义可得，K=。（3）由表格可以看出第一组溶液的pH由反应前的5.2变为反应后的11.0，其原因是反应过程中消耗氢离子，溶液酸性减弱，pH增大，水电离出氢离子参与反应破坏水的电离平衡，氢氧根浓度增大，溶液呈碱性，pH增大。由于是持续通入O₃₌，O₂可以将Fe²⁺氧化为Fe³⁺：O₃+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+ O₂+ H₂O，Fe³⁺氧化Ⅰ^—：2Fe³⁺+2Ⅰ^—=Ⅰ₂+2Fe²⁺，Ⅰ^—消耗量增大，转化率增大，与Ⅰ₂反应的量减少，Ⅰ₃^—浓度减小。（4）由图给数据可知△c（Ⅰ₃^—）=（11.8×10^—3 mol/L-3.5×10^—3 mol/L）=8.3×10^—3 mol/L，由速率公式得：v（Ⅰ₃^—）=△c（Ⅰ₃^—）/△t= 8.3×10^—3 mol/L/(18—3)=5.5×10^—4 mol/L·s。

答案：（1） O₃+2Ⅰ^—+2H⁺=Ⅰ₂+ O₂+ H₂O，△H=△H₁+△H₂+△H₃。（2）（3）反应过程中消耗氢离子，溶液酸性减弱，pH增大，水电离出氢离子参与反应破坏水的电离平衡，氢氧根浓度增大，溶液呈碱性，pH增大；Fe³⁺，BD（4）（计算过程略）5.5×10^—4 mol/L·s

命题意图：化学反应原理与元素化合物

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2I^-+O₃+2H⁺

I₂+O₂+H₂O

2I^-+O₃+2H⁺

I₂+O₂+H₂O

，其反应△H=

△H₁+△H₂+△H₃

（2）在溶液中存在化学平衡：I₂（aq）+I^-（aq）?I₃^-（aq），其平衡常数表达式为

．
（3）为探究Fe²⁺对O₃氧化I^-反应的影响（反应体系如图1），某研究小组测定两组实验中I₃^-浓度和体系pH，结果见图2和下表．

编号	反应物	反应前pH	反应后pH
第1组	O₃+I^-	5.2	11.0
第2组	O₃+I^-+Fe^2-	5.2	4.1

第1组实验中，导致反应后pH升高的原因是

由2I^-+O₃+2H⁺

I₂+O₂+H₂O可知消耗酸，所以pH升高

由2I^-+O₃+2H⁺

I₂+O₂+H₂O可知消耗酸，所以pH升高

．
②图1中的A为

Fe²⁺

，由Fe³⁺生成A的过程能显著提高Ⅰ^-的转化率，原因是

O₃可以将Fe²⁺氧化为Fe³⁺：O₃+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+O₂+H₂O，Fe³⁺氧化I^-：2Fe³⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺，即A是亚铁离子，I^-消耗量增大，转化率增大．

．
③第2组实验进行18s后，I₃^-浓度下降．导致下降的直接原因有（双选）

．
A．c（H⁺）减小 B．c（I^-）减小 C．I₂（g）不断生成 D．c（Fe³⁺）增加
（4）据图2，计算3-18s内第2组实验中生成I₃^-的平均反应速率（写出计算过程，结果保留两位有效数字）．

大气中的部分碘源于O3对海水中Iˉ的氧化。将O3持续通入NaI酸性溶液溶液中进行模拟研究。

（1）O3将Iˉ氧化成I2的过程可发生如下反应：

①Iˉ（aq）+ O3（g）= IOˉ(aq) + O2（g） △H1

②IOˉ（aq）+H+(aq) HOI(aq) 　 △H2

③HOI(aq) + Iˉ(aq) + H+(aq) I2(aq) + H2O(l)? △H3

④O3（g）+2Iˉ（aq）+2H+（aq）= 　I2(aq) + O2（g）+ H2O(l)? △H4

则△H3与△H1、△H2、△H4之间的关系是：△H3? = ????? 。

（2）在溶液中存在化学平衡： I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq)其平衡常数表达式为????? 。在反应的整个过程中I3ˉ物质的量浓度变化情况是????? 。

（3）为探究温度对I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq)? △H5? 反应的影响。在某温度T1下，将一定量的0.2 mol·L-1NaI酸性溶液置于密闭容器中，并充入一定量的O3（g）（O3气体不足，不考虑生成物O2与 Iˉ反应），在t时刻，测得容器中I2（g）的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下，保持其它初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得I2（g）浓度，得到趋势图（见图一）。则：

①若在T3时，容器中无O3， T4～T5温度区间容器内I2（g）浓度呈现如图一所示的变化趋势，则△H5????? 0(填＞、＝或＜)；该条件下在温度为T4时，溶液中Iˉ浓度随时间变化的趋势曲线如图二所示。在t2时，将该反应体系温度上升到T5，并维持该温度。请在图2中画出t2时刻后溶液中 Iˉ浓度变化总趋势曲线。