Question

3．单质碘的提取及应用中有关的转化关系如图所示．
（1）可利用i 中反应从海带灰浸取液中提取单质碘，若所用试剂为双氧水、稀硫酸，其离子方程式是H₂O₂+2I^-+2H⁺=I₂+2H₂O．
（2）ii三种分子化学键断裂时能量变化如图1 所示．其他条件相同，1mol HI 在不同温度分解达平衡时，测得体系中I₂物质的量随温度变化的曲线如图2 所示．

①比较2a＞b+c（填“＜＜”、“＞＞”或“=”），理由是根据图2知，升高温度平衡正向移动，该反应正反应为吸热反应，2HI（g）?H₂（g）+I₂（g），△H＞0，△H=2a-（b+c）＞0，所以2a＞b+c．
②某温度下该反应平衡常数为$\frac{1}{64}$，达平衡时，1mol HI 分解的转化率为20%．
③若利用此反应制备I₂，则能提高HI 转化率的措施是ac（填字母序号）．
a．移走I₂     b．加压          c．升温         d．增大HI 浓度
（3）iii 中，碱性条件下I₂可以转化为IO₃^-．电解KI 溶液制备 KIO₃的工作原理如图3所示．
电解过程中观察到阳极液变蓝，一段时间后又逐渐变浅．
①a 连接电源的正极．
②结合实验现象和电极反应式说明制备KIO₃的原理：I^-在阳极失电子生成I₂，使阳极溶液变蓝色，OH^-通过阴离子交换膜移向阳极，在阳极室I₂与OH^-反应2I₂+6OH^-=5I^-+IO₃^-+3H₂O，使阳极区域蓝色变浅．

Answer 1

分析 （1）双氧水具有氧化性、碘离子具有还原性，酸性条件下，双氧水和碘离子发生氧化还原反应生成碘和水；
（2）①根据图2知，升高温度碘含量增大，说明HI的分解反应是吸热反应，则2molHI分解吸收的能量大于1mol碘和1mol氢气分解吸收的能量；
②化学平衡常数K=$\frac{c（{I}_{2}）．c（{H}_{2}）}{{c}^{2}（HI）}$；
③能提高HI 转化率的措施降低生成物浓度、升高温度；
（3）根据图知，发现a极变蓝，则a电极上碘离子转化为碘，a为阳极，b为阴极；
①连接电源正极的为阳极；
②．碱性条件下碘被氧化生成碘酸根离子．

解答 解：（1）双氧水具有氧化性、碘离子具有还原性，酸性条件下，双氧水和碘离子发生氧化还原反应生成碘和水，离子方程式为H₂O₂+2I^-+2H⁺=I₂+2H₂O，
故答案为：H₂O₂+2I^-+2H⁺=I₂+2H₂O；
（2）①根据图2知，升高温度平衡正向移动，该反应正反应为吸热反应，2HI（g）?H₂（g）+I₂（g），△H＞0，△H=2a-（b+c）＞0，所以2a＞b+c，
故答案为：＞；根据图2知，升高温度平衡正向移动，该反应正反应为吸热反应，2HI（g）?H₂（g）+I₂（g），△H＞0，△H=2a-（b+c）＞0，所以2a＞b+c；
②化学平衡常数K=$\frac{c（{I}_{2}）．c（{H}_{2}）}{{c}^{2}（HI）}$，因碘和氢气的计量数相等，则K=$\frac{c（{I}_{2}）．c（{H}_{2}）}{{c}^{2}（HI）}$=$\frac{{c}^{2}（{H}_{2}）}{{c}^{2}（HI）}$=$\frac{1}{64}$，所以$\frac{c（{H}_{2}）}{c（HI）}$=$\frac{1}{8}$，设平衡时氢气浓度是xmol/L、HI浓度是8xmol/L，生成的碘是参加反应的HI的2倍，则参加反应的HI浓度是2xmol/L，所以HI转化率=$\frac{2xmol/L}{（2x+8x）mol/L}$×100%=20%，
故答案为：20%；
③a．移走I₂，平衡正向移动，则提高HI转化率，故正确；
 b．该反应前后气体计量数之和不变，所以加压平衡不移动，不能提高HI转化率，故错误；          
c．该反应的正反应是吸热反应，升温平衡正向移动，HI转化率提高，故正确；        
 d．增大HI 浓度平衡正向移动，但HI浓度增大量远远大于HI转化浓度，所以HI转化率降低，故错误；
故选ac；
（3）根据图知，发现a极变蓝，则a电极上碘离子转化为碘，a为阳极，b为阴极；
①连接电源正极的为阳极，所以a连接电源正极，故答案为：正；
②I^-在阳极失电子生成I₂，使阳极溶液变蓝色，OH^-通过阴离子交换膜移向阳极，在阳极室I₂与OH^-反应2I₂+6OH^-=5I^-+IO₃^-+3H₂O，使阳极区域蓝色变浅，
故答案为：I^-在阳极失电子生成I₂，使阳极溶液变蓝色，OH^-通过阴离子交换膜移向阳极，在阳极室I₂与OH^-反应2I₂+6OH^-=5I^-+IO₃^-+3H₂O，使阳极区域蓝色变浅．

点评 本题考查较综合，涉及化学平衡计算、电解原理、反应热的计算等知识点，侧重考查学生分析判断、获取信息解答问题及计算能力，注意（2）③中d选项，很多同学往往认为“增大反应物浓度平衡正向移动则一定增大其转化率”而导致错误，为易错点．