Question

8．化學(xué)反應(yīng)原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用．
（1）利用“化學(xué)蒸氣轉(zhuǎn)移法”制備TaS₂晶體，發(fā)生如下反應(yīng)：
TaS₂（s）+2I₂（g）?TaI₄（g）+S₂（g）△H＞0�。á瘢�
反應(yīng)（Ⅰ）的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（TaI{\;}_{4}）c（S{\;}_{2}）}{c{\;}^{2}（{I}_{2}）}$，若K=1，向某恒容容器中加入1mol I₂（g）和足量TaS₂（s），I₂（g）的平衡轉(zhuǎn)化率為66.7%．
（2）如圖所示，反應(yīng)（Ⅰ）在石英真空管中進(jìn)行，先在溫度為T₂的一端放入未提純的TaS₂粉末和少量I₂（g），一段時(shí)間后，在溫度為T₁的一端得到了純凈TaS₂的晶體，則溫度T₁＜T₂（填“＞”“＜”或“=”）．上述反應(yīng)體系中循環(huán)使用的物質(zhì)是I₂．
（3）利用I₂的氧化性可測定鋼鐵中硫的含量．做法是將鋼樣中的硫轉(zhuǎn)化成H₂SO₃，然后用一定濃度的I₂溶液進(jìn)行滴定，所用指示劑為淀粉溶液，滴定反應(yīng)的離子方程式為H₂SO₃+I₂+H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-．
（4）25℃時(shí)，H₂SO₃?HSO${\;}_{3}^{-}$+H⁺的電離常數(shù)K_a=1×10^-2，則該溫度下NaHSO₃水解反應(yīng)的平衡常數(shù)K_h=1.0×10^-12，若向NaHSO₃溶液中加入少量的I₂，則溶液中 $\frac{c（{H}_{2}S{O}_{4}）}{c（HS{O}_{3}^{-}）}$將增大（填“增大”“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）通過題意求出平衡濃度，帶入K值可以得出轉(zhuǎn)化率為66.7%；
（2）通過題意溫度T₂端利于反應(yīng)正向進(jìn)行，為高溫，溫度T₁端利于反應(yīng)向左進(jìn)行，為低溫，所以T₁＜T₂；
（3）因?yàn)镮₂遇到淀粉會(huì)變藍(lán)色，所以可以用淀粉溶液作指示劑；
（4）根據(jù)Ka=$\frac{[HS{{O}_{3}}^{-}]•[H+]}{[{H}_{2}SO{\;}_{3}]}$，Kh=$\frac{[H{\;}_{2}SO{\;}_{3}]•K{\;}_{W}}{[HS{O}_{3}{\;}^{-}]•[H{\;}^{+}]}$，代入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）根據(jù)題意反應(yīng)（Ⅰ）的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（TaI{\;}_{4}）c（S{\;}_{2}）}{c{\;}^{2}（{I}_{2}）}$；
若K=1，設(shè) I₂的平衡轉(zhuǎn)化率為x，則參加反應(yīng)的為xmol，平衡時(shí)生成TaI₄和S₂各0.5xmol，剩余I₂為（1-x）mol，
根據(jù)K=$\frac{c（TaI{\;}_{4}）c（S{\;}_{2}）}{c{\;}^{2}（{I}_{2}）}$=$\frac{0.5x×0.5x}{（1-x）{\;}^{2}}$=1，
解之得：x=66.7%，
故答案為：$\frac{c（TaI{\;}_{4}）c（S{\;}_{2}）}{c{\;}^{2}（{I}_{2}）}$；66.7%；
（2）由所給方程式可知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，通過題意溫度T₂端利于反應(yīng)正向進(jìn)行，為高溫，溫度T₁端利于反應(yīng)向左進(jìn)行，為低溫，所以T₁＜T₂，I₂是可以循環(huán)使用的物質(zhì)；
故答案為：＜；I₂；
（3）因?yàn)镮₂遇到淀粉會(huì)變藍(lán)色，所以可以用淀粉溶液作指示劑．離子反應(yīng)：H₂SO₃+I₂+H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-，
故答案為：淀粉溶液；H₂SO₃+I₂+H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-；
（4）Ka=$\frac{[HS{{O}_{3}}^{-}]•[H+]}{[{H}_{2}SO{\;}_{3}]}$，HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，K_h=$\frac{[H{\;}_{2}SO{\;}_{3}]•K{\;}_{W}}{[HS{O}_{3}{\;}^{-}]•[H{\;}^{+}]}$=1.0×10²×1.0×10^-14=1.0×10^-12，當(dāng)加入少量I₂時(shí)，碘把弱酸（亞硫酸）氧化成強(qiáng)酸（硫酸、氫碘酸），溶液酸性增強(qiáng)，[H⁺]增大，但是溫度不變，Kh不變，則 $\frac{c（H{\;}_{2}S{O}_{3}）}{c（HSO{\;}_{3}{\;}^{-}）}$增大，
故答案為：1.0×10^-12；增大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式及其計(jì)算，平衡轉(zhuǎn)化率等知識(shí)，難度較大，側(cè)重分析問題的能力的考查，注意平衡相關(guān)知識(shí)的靈活運(yùn)用．