题目内容

大气中的部分碘源与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.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)
②IO-(aq)+H+(aq)?HOI(aq)
③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq)?I2(aq)+H2O(l)
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.(已知Fe2+完全沉淀的pH为3.7)
编号反应物反应前pH反应后pH
第1组O3+I-5.211.0
第2组O3+I-+Fe2-5.24.1
则下列说法不正确的是(  )
A、第一组反应pH升高是因为O3氧化I的反应是消耗H+的过程
B、物质A可能是Fe2+
C、Fe2+生成A的过程中,I的转化率显著提高的原因可能是溶液酸性增强,使②、③步骤平衡右移,转化率提高
D、第2组实验18s后,c(I3-)下降的其中一个原因可能是I2(g)的不断生成
考点:定量研究的方法
专题:实验设计题
分析:A.该反应消耗H+,随反应进行c(H+)浓度降低,pH升高;
B.由于是持续通入O3,O3可以将Fe2+氧化为Fe3+:O3+2Fe2++2H+=2Fe3++O2+H2O,Fe3+氧化I-:2Fe3++2I-=I2+2Fe2+
C.Fe3+生成A的过程中,I的转化率显著提高是因为I-消耗量增大;
D.根据I2(aq)+I-(aq)?I3-(aq),使c(I3-)急剧减小,说明平衡逆向移动.
解答: 解:A.该反应消耗H+,随反应进行c(H+)浓度降低,pH升高,故A正确;
B.由于是持续通入O3,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,故B正确;
C.Fe3+生成A二价铁离子的过程是因为三价铁离子氧化碘离子,消耗大量的碘离子,I-的转化率显著提高,故C错误;
D.c(Fe3+)增加,发生反应:2Fe3++2I-=I2+2Fe2+,消耗I-,I2(g)不断生成,都会使I2(aq)+I-(aq)?I3-(aq)平衡逆向移动,故消耗I-,I2(aq)不断生成,都会使c(I3-)急剧减小,故D正确;
故选:C.
点评:本题考查了化学平衡的移动及影响因素,明确反应过程及平衡移动原理是解题关键,题目难度中等.
练习册系列答案
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工业常用燃料与水蒸气反应制备H2和CO,再用H2和CO合成甲醇.
(1)制取H2和CO通常采用:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.4kJ?mol-1,下列判断正确的是
 

a.该反应的反应物总能量小于生成物总能量
b.标准状况下,上述反应生成1L H2气体时吸收131.4 kJ的热量
c.若CO(g)+H2(g)?C(s)+H2O(1)△H=-QkJ?mol-1,则Q<131.4
d.若C(s)+CO2(g)?2CO(g)△H1;CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)△H2 则:△H1+△H2=+131.4kJ?mol-1
(2)甲烷与水蒸气反应也可以生成H2和CO,该反应为:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)
已知在某温度下2L的密闭绝热容器中充入2.00mol甲烷和1.00mol水蒸气,测得的数据如下表:
不同时间各物质的物质的量/mol
0min2min4min6min
CH42.001.761.60n2
H20.000.72n11.20
根据表中数据计算:
①0min~2min 内H2的平均反应速率为
 

②达平衡时,CH4的转化率为
 
.在上述平衡体系中再充入2.00mol甲烷和1.00mol 水蒸气,达到新平衡时H2的体积分数与原平衡相比
 
(填“变大”、“变小”或“不变”),可判断该反应达到新平衡状态的标志有
 
.(填字母)
a.CO的含量保持不变                 
b.容器中c(CH4)与c(CO)相等
c.容器中混合气体的密度保持不变       
d.3ν(CH4)=ν(H2
(3)合成甲醇工厂的酸性废水中含有甲醇(CH3OH),常用向废液中加入硫酸钴,再用微生物电池电解,电解时Co2+被氧化成Co3+,Co3+把水中的甲醇氧化成CO2,达到除去甲醇的目的.工作原理如图( c为隔膜,甲醇不能通过,其它离子和水可以自由通过).

①a电极的名称为
 

②写出除去甲醇的离子方程式
 

③微生物电池是绿色酸性燃料电池,写出该电池正极的电极反应式为
 

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