Question

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。

(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)　ΔH₁

②IO^－(aq)＋H^＋(aq)HOI(aq)　ΔH₂

③HOI(aq)＋I^－(aq)＋H^＋(aq)I₂(aq)＋H₂O(l)　ΔH₃

总反应的化学方程式为__________________，其反应热ΔH＝_______。

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

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

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－＋Fe2＋	5.2	4.1

①第1组实验中，导致反应后pH升高的原因是______________。

②图甲中的A为________。由Fe^3＋生成的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18 s后，I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(Fe^3＋)增加

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

Answer 1

解析　(1)根据盖斯定律，将三个反应相加，可得总反应：2I^－(aq)＋O₃(g)＋2H^＋(aq)===I₂(aq)＋O₂(g)＋H₂O(l)，则ΔH＝ΔH₁＋ΔH₂＋ΔH₃。(2)该反应的平衡常数K＝。(3)①第1组实验中，pH升高是因为反应消耗了H^＋。②图甲中A为Fe(OH)₃，由Fe^3＋生成Fe(OH)₃的过程中消耗OH^－，溶液中c(H^＋)增大，促进I^－转化，因此I^－的转化率显著提高。③导致I下降的直接原因是I₂(g)不断生成，c(I^－)减小。

答案　(1)2I^－(aq)＋O₃(g)＋2H^＋(aq)===I₂(aq)＋O₂(g)＋H₂O(l)　ΔH₁＋ΔH₂＋ΔH₃

(2)K＝

(3)①溶液中H^＋被消耗，生成H₂O，溶液pH上升　②Fe(OH)₃　Fe^3＋形成Fe(OH)₃过程中消耗OH^－，使溶液中c(H^＋)上升，促进I^－转化　③BC

(4)t＝3 s时，c(I)＝3.5 mol·L^－1，t＝18 s时，c(I)＝11.8 mol·L^－1，v(I)＝＝0.55 mol/(L·s)