Question

大气中的部分碘源于O₃对海水中I¯的氧化。某科学小组进行O₃与含I¯溶液反应的相关研究。

（1）O₃将I¯氧化生成I₂的过程由3步反应组成：

① I¯（aq）+ O₃（g）=== IO¯(aq)+O₂（g）  △H₁

② IO¯（aq）+H⁺(aq)HOI(aq)  △H₂

③ HOI(aq) + I¯(aq) + H⁺(aq)I₂(aq) + H₂O(l)  △H₃

用热化学方程式表示O₃氧化I¯生成I₂的反应____________________。

（2）O₃在水中易分解，一定条件下，O₃的浓度减少一半时所需的时间（t）如下表所示。已知：O₃的起始浓度为0.0216 mol/L。

	3.0	4.0	5.0	6.0
20	301	231	169	58
30	158	108	48	15
50	31	26	15	7

① 在30℃、pH=4.0条件下，O₃的分解速率为__________mol/(L·min)。

② pH增大能加速O₃分解，表明对O₃分解起催化作用的是___________。

③ 根据表中数据，推测O₃在下列条件下分解速率依次增大的顺序为_________（填字母代号）。

a．40℃、pH=3.0      b．10℃、pH=4.0      c．30℃、pH=7.0

（3）I₂在KI溶液中存在下列平衡：I₂(aq)＋I^－(aq)I₃^-(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数如图1所示，下列说法正确的是_____________。

A．反应I₂(aq)＋I^－(aq) I₃^-(aq)的ΔH>0

B．利用该反应可以除去硫粉中少量的碘单质

C．在上述平衡体系中加入苯，平衡不移动

D．25℃时，在上述平衡体系中加入少量KI固体，平衡常数K小于680

     

               图1                         图2

（4）将I₂溶于CCl₄中，得到紫红色的溶液，再加入一定浓度的KI溶液，现象如图2所示：

①上层溶液中含碘元素的微粒有____________________（用化学符号表示）。

②由实验现象可推测关于I₂溶解性的结论是_________________________。

Answer

（14分）（每空2分）

(1)O3(g)+2I－(aq)+2H＋(aq) =I2(aq)+H2O(l)+O2(g) △H=△H 1+△H 2+△H 3

(2)① 1.00×10-4；②OH－；③b a c

(3)B；

(4)①I－、I2、I3－ ； ②在此温度下，I2在KI溶液中的溶解性比在CCl4中强

【解析】

试题分析：（1）将所给的三个反应：①+②+③可得总反应：2I-（aq）+O3（g）+2H+（aq）=I2（aq）+O2（g）+H2O（l）△H=△H1+△H2+△H3，故答案为：O3(g)+2I－(aq)+2H＋(aq) ===I2(aq)+H2O(l)+O2(g) △H=△H 1+△H 2+△H 3

（2）①v===1.00×10-4mol/（L•min），故答案为：1.00×10-4；

② pH增大，则OH-浓度增大，pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是OH-，故答案为：OH-；

③由表中数据可知，40°C、pH=3.0时，所需时间在31min～158min之间；

10°C、pH=4.0时，所需时间＞231nin；

30°C、pH=7.0时，所需时间＜7min，则分解速率依次增大的顺序为b、a、c，

故答案为：b、a、c

（3）A、由表中数据可知，温度越大平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，故正反应方向为放热反应，即△H＜0，故A错误；B、硫难溶于水，而碘单质与I-形成I3-而溶于水，可以达到除去少量碘的目的，故B正确；C、加入苯，碘能溶于苯，这样水中碘的浓度变小，平衡向逆左移动，故C错误；D、加入KI固体，平衡向右移动，但平衡常数只受温度影响，与物质的浓度无关，加入少量KI固体，平衡常数K不变，故D错误；故选B。

（4）①I2（aq）+I-（aq）I3-（aq），使得紫色加深，下层紫色变浅，上层溶液中含碘元素的微粒有I－、I2、I3－，故答案为：I－、I2、I3－ ；

②根据实验现象可知，I2在KI溶液中的溶解性比在CCl4中强，故答案为：在此温度下，I2在KI溶液中的溶解性比在CCl4中强。

考点：考查了盖斯定律的运用、化学反应速率的影响因素、化学平衡的影响因素的相关知识。