Question

大氣中的部分碘源于O₃對海水中I^－的氧化。將O₃持續(xù)通入NaI溶液中進(jìn)行模擬研究。

(1)O₃將I^－氧化成I₂的過程由3步反應(yīng)組成：

①I^－(aq)＋O₃(g)===IO^－(aq)＋O₂(g)　ΔH₁

②IO^－(aq)＋H^＋(aq)HOI(aq)　ΔH₂

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

總反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________，其反應(yīng)熱ΔH＝_______。

(2)在溶液中存在化學(xué)平衡：I₂(aq)＋I(xiàn)^－(aq)I(aq)，其平衡常數(shù)表達(dá)式為________。

(3)為探究Fe^2＋對O₃氧化I^－反應(yīng)的影響(反應(yīng)體系如圖甲)，某研究小組測定兩組實(shí)驗(yàn)中I濃度和體系pH，結(jié)果見圖乙和下表。

編號	反應(yīng)物	反應(yīng)前pH	反應(yīng)后pH
第1組	O3＋I(xiàn)－	5.2	11.0
第2組	O3＋I(xiàn)－＋Fe2＋	5.2	4.1

①第1組實(shí)驗(yàn)中，導(dǎo)致反應(yīng)后pH升高的原因是______________。

②圖甲中的A為________。由Fe^3＋生成的A的過程能顯著提高I^－的轉(zhuǎn)化率，原因是____________________________________________________。

③第2組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行18 s后，I濃度下降。導(dǎo)致下降的直接原因有(雙選)________。

A．c(H^＋)減小                           B．c(I^－)減小

C．I₂(g)不斷生成                       D．c(Fe^3＋)增加

(4)據(jù)圖乙，計(jì)算3～18 s內(nèi)第2組實(shí)驗(yàn)中生成I的平均反應(yīng)速率(寫出計(jì)算過程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

Answer 1

解析　(1)根據(jù)蓋斯定律，將三個反應(yīng)相加，可得總反應(yīng)：2I^－(aq)＋O₃(g)＋2H^＋(aq)===I₂(aq)＋O₂(g)＋H₂O(l)，則ΔH＝ΔH₁＋ΔH₂＋ΔH₃。(2)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝。(3)①第1組實(shí)驗(yàn)中，pH升高是因?yàn)榉磻?yīng)消耗了H^＋。②圖甲中A為Fe(OH)₃，由Fe^3＋生成Fe(OH)₃的過程中消耗OH^－，溶液中c(H^＋)增大，促進(jìn)I^－轉(zhuǎn)化，因此I^－的轉(zhuǎn)化率顯著提高。③導(dǎo)致I下降的直接原因是I₂(g)不斷生成，c(I^－)減小。

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過程中消耗OH^－，使溶液中c(H^＋)上升，促進(jìn)I^－轉(zhuǎn)化　③BC

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