Question

【題目】臭氧是一種強氧化劑可與碘化鉀水溶液發(fā)生反應(yīng)生成氧氣和單質(zhì)碘。向反應(yīng)后的溶液中滴入酚酞，溶液變?yōu)榧t色。

（1）試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式（Ⅰ）：_____。

（2）該反應(yīng)體系中還伴隨著化學(xué)反應(yīng)（Ⅱ）：I2(aq) + I-(aq)I3-(aq)。反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)表達式為：____。

（3）根據(jù)如圖，計算反應(yīng)Ⅱ中3-18s內(nèi)用I2表示的反應(yīng)速率為_____。

（4）為探究Fe2+對上述O3氧化I-反應(yīng)的影響，將O3通入含Fe2+和I-的混合溶液中。試預(yù)測因Fe2+的存在可能引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)（請用文字描述，如：“碘離子被臭氧氧化為碘單質(zhì)”）① ______。② _____；該反應(yīng)的過程能顯著降低溶液的pH，并提高反應(yīng)（Ⅰ）中Ⅰ-的轉(zhuǎn)化率，原因是：____ 。

（5）利用I2的氧化性可測定鋼鐵中硫的含量。做法是將鋼鐵中的硫轉(zhuǎn)化為H2SO3，然后以淀粉為指示劑，用一定濃度的I2溶液進行滴定。綜合上述各步反應(yīng)及已有知識，可推知氧化性強弱關(guān)系正確的是____（填序號）。

a. Fe3+＞ I2 b. O3＞ Fe3+ c. I2＞ O2 d. I2＞SO42-

Answer 1

【答案】O3+2KI+H2O=O2+I2+2KOH K= 5.5×10-4molL-1s-1 亞鐵離子被臭氧氧化為鐵離子 鐵離子水解生成氫氧化鐵沉淀 Fe3＋形成Fe(OH)3過程中消耗OH－，使反應(yīng)I平衡朝正反應(yīng)方向移動，促進I－轉(zhuǎn)化 abd

【解析】

(1)臭氧是一種強氧化劑可與碘化鉀水溶液發(fā)生反應(yīng)生成氧氣和單質(zhì)碘,反應(yīng)的離子方程式為: O3+2KI+H2O=O2+I2+2KOH ；因此，本題正確答案是: O3+2KI+H2O=O2+I2+2KOH ；

(2)根據(jù)平衡常數(shù)的概念可知：反應(yīng)I2(aq) + I-(aq)I3-(aq)的平衡常數(shù)表達式為:K=，因此，本題正確答案是: K= ；

(3)反應(yīng)Ⅱ中3-18s內(nèi)I3-的濃度變化為:11.810-3mol/L-3.510-3mol/L=8.310-3mol/L,則反應(yīng)Ⅱ中3-18s 內(nèi)用I3-表示的反應(yīng)速率為:V(I3-)=8.310-3mol/L÷15s=5.510-3 molL-1s-1，化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)成正比,則V(I3-)=v(I2)= 8.310-3mol/L÷15s=5.510-3 molL-1s-1；因此，本題正確答案是: 5.510-3 molL-1s-1；

(4)①Fe2+的還原性較強,則亞鐵離子被臭氧氧化為鐵離子；

因此，本題正確答案是:亞鐵離子被臭氧氧化為鐵離子；

②鐵離子在溶液中易發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鐵,該過程中消耗OH-,使反應(yīng)（I）的平衡向著正反應(yīng)方向移動,促進I-轉(zhuǎn)化,提高了反應(yīng)(Ⅰ)中I-的轉(zhuǎn)化率；

因此，本題答案是:鐵離子水解生成氫氧化鐵沉淀; Fe3+形成Fe(OH)3過程中消耗OH-，使反應(yīng)（I）的平衡向著正反應(yīng)方向移動,促進I-轉(zhuǎn)化；

(5)利用I2的氧化性可測定鋼鐵中硫的含量，發(fā)生反應(yīng)為H2SO3+I2+H2O=4H++SO42-+2I-，證明氧化性I2> SO42-；結(jié)合以上分析及已知知識還可以知道氧化性: Fe3＋> I2、O3> Fe3＋,

因此，本題正確答案是:abd。