Question

(Ⅰ)海水化学资源的开发利用具有重要的意义和作用，下图是海带中提取碘的示意图：

(1)操作①的名称是_________；反应②的离子方程式是____________，

(2)下述物质中可做试剂③的是_______。

A.乙醇             B.苯               C.乙酸              D.四氯化碳

(3)从含I₂的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂(碘的沸点为184℃，该有机溶剂的沸点为77℃)，需要经过蒸馏，指出下面蒸馏装置图的错误之处(其中一处即可)：______。纠正错误后再进行蒸馏操作，最后晶体I₂在________里聚集。

(Ⅱ)氮是动植物生长不可缺少的元素，合成氨的反应对人类解决粮食问题贡献巨大，反应如下：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)。

(4)合成氨的反应中的能量变化如下图所示。该反应是_________反应(填“吸热”或“放热”)，其原因是反应物化学键断裂吸收的总能量_________(填“大于”或“小于”)生成物化学键形成放出的总能量。

(5)在一定条件下，将一定量的N₂和H₂的混合气体充入某密闭容器中，一段时间后，下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是___(填序号)。

A.容器中N₂ 、H₂ 、NH₃共存               

B.N₂、NH₃浓度相等   

C. N₂、H₂、NH₃的物质的量之比为1:3:2    

D.容器中的压强不随时间变化

Answer

溶解、过滤 2I－ + H2O2 + 2H+ = I2 + 2H2O BD 冷却水流方向错误(或温度计水银部位不能放在溶液中) 蒸馏烧瓶 放热 小于 D

【解析】

海带在坩埚中灼烧变为海带灰，溶解、过滤得到含碘离子的滤液，加入稀硫酸和双氧水反应生成单质碘的水溶液，加有机溶剂萃取、静置分层，再分液。

根据反应物和生成物的总能量分析反应放热还是吸热反应，再判断键能的大小，根据平衡状态判断的标志进行分析。

(1)根据操作①后的残渣和溶液，则操作①的名称是溶解、过滤；反应②是碘离子在酸性条件下被双氧水氧化，其离子方程式是2I－+ H2O2+ 2H+= I2+ 2H2O；故答案为：溶解、过滤；2I－+ H2O2+ 2H+= I2+ 2H2O。

(2)试剂③是有机溶剂，作萃取剂，因此苯、四氯化碳常作萃取剂，乙酸、乙醇易溶于水，不能做萃取剂，故答案为：BD。

(3)从含I2的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂(碘的沸点为184℃，该有机溶剂的沸点为77℃)，需要经过蒸馏，蒸馏装置图的错误之处：冷却水流方向错误(或温度计水银部位不能放在溶液中)。纠正错误后再进行蒸馏操作，单质碘的熔沸点高于有机溶剂的熔沸点，因此最后晶体I2在蒸馏烧瓶里聚集；故答案为：冷却水流方向错误(或温度计水银部位不能放在溶液中)；蒸馏烧瓶。

(4)根据图中信息反应物的总能量高于生成物总能量，因此该反应是放热反应，其原因是反应物化学键断裂吸收的总能量小于生成物化学键形成放出的总能量；故答案为：放热；小于。

(5)A.容器中N2、H2、NH3共存，反应为可逆反应，不能说明达到平衡状态，故A不符合题意；

B.N2、NH3浓度相等，取决于反应的起始量和转化的程度，不能说明达到平衡状态，故B不符合题意；

C. 平衡时反应混合物中各组分的含量保持不变，容器内N2、H2、NH3的物质的量之比不一定为1:3:2，所以不能说明达到平衡状态，故C不符合题意；

D.该反应是体积减小的反应，正向反应，容器内压强不断减小，因此当容器中的压强不随时间变化，则达到平衡，故D符合题意；

综上所述，答案为D。