Question

【题目】测定平衡常数对定量认识化学反应具有重要意义。已知：I2能与 I－反应生成 I3－，并在溶液中建立如下平衡： I2+I－I3－。通过测平衡体系中 c(I2)、 c(I－)和 c(I3－)，就可求得该反应的平衡常数。

Ⅰ.某同学为测定上述平衡体系中 c(I2)，采用如下方法：取 V1 mL 平衡混合溶液，用cmol·L－1的Na2S2O3溶液进行滴定(反应为 I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)，消耗 V2 mL 的Na2S2O3溶液。根据V1、V2和c可求得c(I2)。

(1)上述滴定时，可采用________做指示剂，滴定终点的现象是_____________________。

(2)下列对该同学设计方案的分析，正确的是________(填字母)。

A．方案可行。能准确测定溶液中的 c(I2)

B．不可行。因为 I－能与 Na2S2O3发生反应

C．不可行。只能测得溶液中 c(I2)与 c(I3－)之和

Ⅱ.化学兴趣小组对上述方案进行改进，拟采用下述方法来测定该反应的平衡常数(室温条件下进行，溶液体积变化忽略不计)：

已知： ①I－和 I3－不溶于 CCl4； ②一定温度下， 碘单质在四氯化碳和水混合液体中，碘单质的浓度比值即是一个常数(用Kd表示，称为分配系数)，且室温条件下Kd＝85。回答下列问题：

(3)操作Ⅰ使用的玻璃仪器中，除烧杯、玻璃棒外，还需要的仪器是________(填名称)。试指出该操作中应注意的事项为________。 (任写一条)

(4)上述测定过程均正常操作，下层液体中碘单质的物质的量浓度是________；若终点读数时俯视滴定管， 则会造成所测浓度________ (填“等于”、 “大于”或“小于”)该值。

(5)实验测得上层溶液中 c(I3－)＝0.0049 mol·L－1，结合上述有关数据，计算室温条件下反应 I2+I－I3－的平衡常数 K＝________(用具体数据列出计算式即可)。

Answer 1

【答案】

(1)淀粉 ；溶液由蓝色变为无色，且半分钟后颜色不再改变

(2)C；

(3)分液漏斗；分液时上层液体应从上口倒出，下层液体应从下口放出(或分液漏斗末端应紧靠烧杯内壁或打开上口活塞，使分液漏斗内外压强相等便于液体流下等。其他合理答案也给分)

(4)0.085 mol/L；小于；

(5)49000/51(或 961) L· mol－1；

【解析】

试题分析：(1)取V1 mL平衡混合溶液，用c molL-1的Na2S2O3溶液进行滴定(反应为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)，指示剂选择淀粉，滴入最后一滴溶液由蓝色变化为无色，半分钟不变化证明反应达到终点，故答案为：淀粉；溶液由蓝色变无色，且半分钟后颜色不再改变；

(2)碘单质能与I-反应成I3-，并在溶液中建立如下平衡：I2+I-I3-；A．方案不可行．依据操作的化学平衡分析可知，测定的是碘单质和I3-的含量，不能准确测定溶液中的c(I2)，故A错误；B．不可行．因为I-不能与Na2S2O3发生反应，是碘单质和Na2S2O3发生反应，故B错误；C．不可行．依据操作的平衡可知，实验只能测得溶液中c(I2)与c(I3-)之和，不能测定离子浓度，故C正确；故答案为：C；

(3)步骤Ⅰ是分液操作，需要用到的玻璃容器，除烧杯、玻璃棒外，还有分液漏斗，用分液漏斗分液时上层液体应从上口倒出，下层液体应从下口放出；分液漏斗末端应紧靠烧杯内壁或打开上口活塞，使分液漏斗内外压强相等便于液体流下等，故答案为：分液漏斗；分液时上层液体应从上口倒出，下层液体应从下口放出；分液漏斗末端应紧靠烧杯内壁或打开上口活塞，使分液漏斗内外压强相等便于液体流下等；

(4)依据化学反应可知设碘单质物质的量为x；

I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6，

1 2

x 0.1mol/L×0.017L

x=0.00085mol ，浓度==0.085mol/L，若终点读数时俯视滴定管，导致消耗的标准液的体积偏小，则会造成所测浓度小于0.085mol/L，故答案为：0.085mol/L；小于；

(5)依据=85，计算得到水溶液中碘单质的浓度c(I2)=0.001mol/L；10ml溶液中c(I3-)=0.049molL-1，物质的量0.00049mol，所以反应的碘离子物质的量为0.00049mol，平衡状态碘离子物质的量=0.1mol/L×0.01L=0.001mol-0.00049mol=0.00051mol，浓度c(I-)=0.051mol/L，I2+I-I3-；平衡常数K===961L/mol，故答案为：961L/mol。