Question

（2013?广东）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）△H₁
②IO^-（aq）+H⁺（aq）?HOI（aq）△H₂
③HOI（aq）+I^-（aq）+H⁺（aq）?I₂（aq）+H₂O（l）△H₃
总反应的化学方程式为

2I^-+O₃+2H⁺I₂+O₂+H₂O

，其反应△H=

△H₁+△H₂+△H₃

（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Fe²⁺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-+Fe2-	5.2	4.1

第1组实验中，导致反应后pH升高的原因是

由2I^-+O₃+2H⁺I₂+O₂+H₂O可知消耗酸，所以pH升高

．
②图1中的A为

Fe²⁺

，由Fe³⁺生成A的过程能显著提高Ⅰ^-的转化率，原因是

O₃可以将Fe²⁺氧化为Fe³⁺：O₃+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+O₂+H₂O，Fe³⁺氧化I^-：2Fe³⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺，即A是亚铁离子，I^-消耗量增大，转化率增大．

．
③第2组实验进行18s后，I₃^-浓度下降．导致下降的直接原因有（双选）

BC

．
A．c（H⁺）减小     B．c（I^-）减小     C．I₂（g）不断生成     D．c（Fe³⁺）增加
（4）据图2，计算3-18s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

分析：（1）根据题给信息，总反应为O₃氧化I^-生成I₂，将所给的三个反应：①+②+③可得总反应以及△H；
（2）根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积来分析；
（3）①该反应消耗H⁺，随反应进行c（H⁺）浓度降低，pH升高；
②由于是持续通入O₃，O₃可以将Fe²⁺氧化为Fe³⁺：O³+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+O₂+H₂O，Fe³⁺氧化I^-：2Fe³⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺，即A是亚铁离子，I^-消耗量增大，转化率增大，与I₂反应的量减少，I₃^-浓度减小；
③根据I₂（aq）+I^-（aq）?I₃^-（aq），使c（I₃^-）急剧减小，说明平衡逆向移动；
（4）根据v=

△c

△t

计算反应速率；

解答：解：（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：2I^-+O₃+2H⁺?I₂+O₂+H₂O；△H₁+△H₂+△H₃； 
（2）因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，所以K=

c(I3-)

c(I2)c(I-)

，故答案：

c(I3-)

c(I2)c(I-)

；
（3）①该反应消耗H⁺，随反应进行c（H⁺）浓度降低，pH升高，方程式为：2I^-+O₃+2H⁺?I₂+O₂+H₂O，
故答案为：由2I^-+O₃+2H⁺?I₂+O₂+H₂O可知消耗酸，所以pH升高；
②由于是持续通入O₃，O₃可以将Fe²⁺氧化为Fe³⁺：O³+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+O₂+H₂O，Fe³⁺氧化I^-：2Fe³⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺，即A是亚铁离子．I^-消耗量增大，转化率增大；
故答案为：Fe²⁺；O₃可以将Fe²⁺氧化为Fe³⁺：O₃+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+O₂+H₂O，Fe³⁺氧化I^-：2Fe³⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺，即A是亚铁离子，I^-消耗量增大，转化率增大；
③c（Fe³⁺）增加，发生反应：2Fe³⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺，消耗I^-，I₂（g）不断生成，都会使I₂（aq）+I^-（aq）?I₃^-（aq）平衡逆向移动，故消耗I^-，I₂（g）不断生成，都会使c（I₃^-）急剧减小，
故答案为：BC；
（4）3～18s内，v（I₃-）=

11.8×10-3mol/L-3.5×10-3mol/L

15S

=5.5×10^-4mol/（L?S），
故答案为：5.5×10^-4mol/（L?S）．

点评：本题考查了盖斯定律、化学平衡常数，化学平衡的移动以及化学反应速率的计算等知识，难度中等．