Question

【题目】碘及其化合物在生活中应用广泛，含有碘离子的溶液需回收处理。

（1）“硫碘循环”法是分解水制备氢气的研究热点，涉及下列三个反应：

反应Ⅰ：SO2(g)+I2(aq)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq) ΔH1

反应Ⅱ：HI(aq)=H2(g)+I2(aq) ΔH2

反应Ⅲ：2H2SO4(aq)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)

①反应：SO2(g)+2H2O(l)=H2SO4(aq)+H2(g)的ΔH=___（用ΔH1、ΔH2表示）。

②分析上述反应，下列判断正确的是___

a．反应Ⅲ易在常温下进行 b．反应Ⅰ中SO2还原性比HI强

c．循环过程中需补充H2O d．循环过程中产生1molO2同时产生1molH2

③反应I发生时，溶液中存在如下平衡：I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)，其反应速率极快且平衡常数大。现将1molSO2缓缓通入含1molI2的水溶液中至恰好完全反应。溶液中I3-的物质的量n(I3-)随反应时间(t)的变化曲线如图所示。开始阶段n(I3-)逐渐增大的原因是___。

（2）用海带提取碘时，需用氯气将碘离子氧化成单质。酸性条件下，若氯气过量就能将碘单质进一步氧化成碘酸根离子(IO3-)，写出氯气与碘单质反应的离子方程式：___。

（3）科研小组用新型材料Ag/TiO2对溶液中碘离子进行吸附研究。如图是不同pH条件下，碘离子吸附效果的变化曲线。据此推断Ag/TiO2材料最适合吸附___（填“酸性”“中性”或“碱性”）溶液中的I－。

（4）氯化银复合吸附剂也可有效吸附碘离子。氯化银复合吸附剂对碘离子的吸附反应为I－(aq)+AgCl(s)AgI(s)+Cl－(aq)，反应达到平衡后溶液中c(I－)=___[用c(Cl－)、Ksp(AgCl)和Ksq(AgI)表示]。该方法去除碘离子的原理是___。

Answer 1

【答案】ΔH1+2ΔH2 bc 开始阶段，SO2和I2反应生成的I-的浓度不断增大，I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)的反应平衡向右移动，n(I3-)不断增加 5Cl2+I2+6H2O=2IO3－+10Cl－+12H+ 中性 AgI的溶度积比AgCl的溶度积小

【解析】

(1)①SO2(g)+I2(aq)+2H2O(l)═2HI(aq)+H2SO4(aq)①△H1；HI(aq)＝H2(g)+I2(aq)②△H2，①+2×②得，SO2(g)+2H2O(1)═H2SO4(aq)+H2(g)△H＝△H1+2△H2，据此进行分析；

②a．反应Ⅲ△S＞0、△H＞0，如能自发进行，应满足△H﹣T△S＜0；

b．氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性；

c．分解水制备氢气，应不断补充H2O；

d．循环过程中产生1mol O2同时产生2mol H2；

③开始阶段，SO2和I2反应生成的I-的浓度不断增大，I2(aq)+I﹣(aq)I3﹣(aq)的反应平衡向右移动，n(I3﹣)不断增加；

(2)氯气与碘单质反应生成碘酸根离子和氯离子；

(3)由图象可知pH＝7时，吸附效果最好；

(4)Ksp(AgCl)＝c(Ag+)c(Cl﹣)，则c(Ag+)＝，Ksp(AgI)＝c(Ag+)c(I﹣)，则c(Ag+)＝，故＝，且AgI的溶度积比AgCl的溶度积小。

(1)①SO2(g)+I2(aq)+2H2O(l)═2HI(aq)+H2SO4(aq)①△H1；HI(aq)＝H2(g)+I2(aq)②△H2，①+2×②得，SO2(g)+2H2O(1)═H2SO4(aq)+H2(g)△H＝△H1+2△H2；

②a．反应Ⅲ△S＞0、△H＞0，在高温下可满足△H﹣T△S＜0，故a错误；

b．氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，还原性SO2还原性比HI强，故b正确；

c．分解水制备氢气，应不断补充H2O，故c正确；

d．循环过程中产生1mol O2同时产生2mol H2，故d错误，

故答案为：bc；

③N(I3﹣)逐渐增大的原因是，开始阶段，SO2和I2反应生成的I﹣的浓度不断增大，I2(aq)+I﹣(aq)I3﹣(aq)的反应平衡向右移动，n(I3﹣)不断增加；

(2)氯气过量就能将碘单质进一步氧化成碘酸根离子，故氯气与碘单质反应的离子方程式为5Cl2+I2+7H2O＝2IO3﹣+10Cl﹣+12H+；

(3)据图象分析pH＝7时，吸附效果最好，故最适合吸附的是中性；

(4) Ksp(AgCl)＝c(Ag+)c(Cl﹣)，则c(Ag+)＝，Ksp(AgI)＝c(Ag+)c(I﹣)，则c(Ag+)＝，故＝，，故c(I﹣)＝，该方法去除碘离子的原理是利用AgI的溶度积比AgCl的溶度积小。