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^＋(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Fe^2＋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	反应后pH
第1组	O3＋I^－	5.2	11.0
第2组	O3＋I^－＋Fe^2^＋	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Fe^3＋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)________(填字母序号)。

A．c(H^＋)减小  B．c(I^－)减小   C．I₂(g)不断生成  D．c(Fe^3＋)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)2I－(aq)＋O3(g)＋2H＋(aq) I2(aq)＋O2(g)＋H2O(l) ΔH1＋ΔH2＋ΔH3

(2)K＝

(3)①由于2I－＋O3＋2H＋=I2＋O2＋H2O，即消耗H＋又生成水，导致溶液的酸性减弱，pH升高

②Fe2＋ 由于2Fe3＋＋2I－=I2＋2Fe2＋，使c(I2)增大，促使I2(aq)＋I－(aq) I3—(aq)，平衡右移，消耗的c(I－)增多

③BD

(4)v(I3—)＝≈5.5×10－4 mol·L－1·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—)＝≈5.5×10－4 mol·L－1·s－1。