问题 填空题

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)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(反应体系如上图),某研究小组测定两组实验中I3浓度和体系pH,结果见下图和下表。

编号反应物反应前pH反应后pH
第1组O3+I5.211.0
第2组O3+I+Fe25.24.1
 

图2

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)。

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 Fe3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(I3)=3.5×10-3 mol·L-1,t=18 s时,c(I3)=11.8×10-3 mol·L-1,v(I3)==5.5×10-4 mol/(L·s)

本题考查反应热、化学反应速率等,意在考查考生对化学反应原理的理解能力。(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Fe3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I3下降的直接原因是I2(g)不断生成,c(I)减小。

单项选择题
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