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＋（g）=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） 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	反应前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1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18 s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3～18 s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）。

 

Answer 1

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

（2）K＝

（3）①H＋被消耗，其浓度降低　②Fe2＋　Fe3＋氧化I－生成I2，使I－的转化率显著提高　③BD

（4）反应时间：18 s－3 s＝15 s，I3-浓度变化：11.8×10－3mol·L－1－3.5×10－3mol·L－3mol·L－1＝8.3×10－3mol·L－1，v（I3-）＝≈5.5×10－4mol·（L·s）－1

【解析】利用盖斯定律、化学反应速率、化学平衡的影响因素等分析及计算，逐步解决问题。

（1）根据盖斯定律，由①＋②＋③可得总反应为2I－（aq）＋O3（g）＋2H＋（aq）=I2（aq）＋O2（g）＋H2O（l），则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。（2）所给反应的平衡常数表达式为K＝。（3）①第1组实验中，pH升高是因为反应消耗了H＋。②图1中的A为Fe2＋，由Fe3＋生成Fe2＋的过程中，I－被氧化为I2，因此I－的转化率显著提高。③导致I3-浓度下降的原因是c（Fe3＋）增加，使c（I－）减小，平衡I2（aq）＋I－（aq）??I3-（aq）逆向移动。（4）v（I3-）＝≈5.5×10－4mol·（L·s）－1。

点拨：知识：反应热、化学反应速率、化学平衡常数。能力：考查考生对化学反应原理的理解能力。试题难度：中等。