Question

1．已知：I₂能與I^-反應(yīng)成I₃^-，并在溶液中建立如下平衡：I₂+I^-I₃^-．通過測平衡體系中c（I₂）、c（I^-）和
c（I₃^-），就可求得該反應(yīng)的平衡常數(shù)．
I、某同學為測定上述平衡體系中c（I₂），采用如下方法：取V₁ mL平衡混合溶液，用c mol/L的Na₂S₂O₃溶液進行滴定（反應(yīng)為I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆），消耗V₂ mL的Na₂S₂O₃溶液．根據(jù)V₁、V₂和c可求得c（I₂）．
（1）上述滴定時，可采用淀粉做指示劑，滴定終點的現(xiàn)象是溶液由藍色變?yōu)闊o色，且30秒內(nèi)不再變色（或不恢復(fù)原來顏色）．
（2）下列對該同學設(shè)計方案的分析，正確的是C（填字母）．
A．方案可行，能準確測定溶液中的c（I₂）   
B．不可行，因為I^-能與Na₂S₂O₃發(fā)生反應(yīng)
C．不可行，只能測得溶液中c（I₂）與c（I₃^-）之和
Ⅱ、化學興趣小組對上述方案進行改進，擬采用下述方法來測定該反應(yīng)的平衡常數(shù)（室溫條件下進行，溶液體積變化忽略不計）：

已知：①I^-和I₃^-不溶于CCl₄；②一定溫度下，碘單質(zhì)在四氯化碳和水混合液體中，碘單質(zhì)的濃度比值即$\frac{c[{I}_{2}（CC{l}_{4}）]}{c[{I}_{2}（{H}_{2}O）]}$是一個常數(shù)（用K_d表示，稱為分配系數(shù)），且室溫條件下K_d=85，回答下列問題：
（3）操作Ⅰ使用的玻璃儀器中，除燒杯、玻璃棒外，還需要的儀器是分液漏斗（填名稱）．
（4）下層液體中碘單質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是0.085mol/L．
（5）實驗測得上層溶液中c（I₃^-）=0.049mol•L^-1，結(jié)合上述有關(guān)數(shù)據(jù)，計算室溫條件下反應(yīng)I₂+I^-I₃^-的平衡常數(shù)K=961（用具體數(shù)據(jù)列出計算式即可）．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)滴定實驗和試劑選擇分析判斷，反應(yīng)原理為，I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆ ，指示劑選擇淀粉，滴入最后一滴溶液由藍色變化為無色，半分鐘不變化證明反應(yīng)達到終點；
（2）依據(jù)碘單質(zhì)能與I^-反應(yīng)成I₃^-，并在溶液中建立如下平衡：I₂+I^-?I₃^-，分析判斷選項；
（3）操作Ⅰ是分液操作，用到的玻璃儀器以及分離操作裝置和步驟回答分析；
（4）由硫代硫酸鈉滴定碘單質(zhì)的定量關(guān)系計算物質(zhì)的量得到濃度；
（5）依據(jù)分配系數(shù)計算水溶液中碘單質(zhì)濃度，根據(jù)反應(yīng)計算水溶液中碘離子的濃度，結(jié)合平衡常數(shù)概念計算分析．

解答 解：（1）取V₁ mL平衡混合溶液，用c mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液進行滴定（反應(yīng)為I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆），指示劑選擇淀粉，滴入最后一滴溶液由藍色變化為無色，半分鐘不變化證明反應(yīng)達到終點，
故答案為：淀粉；溶液由藍色變?yōu)闊o色，且30秒內(nèi)不再變色（或不恢復(fù)原來顏色）；
（2）碘單質(zhì)能與I^-反應(yīng)成I₃^-，并在溶液中建立如下平衡：I₂+I^-?I₃^-；
A．方案不可行．依據(jù)操作的化學平衡分析可知，測定的是碘單質(zhì)和I₃^-的含量，不能準確測定溶液中的c（I₂），故A錯誤；
B．不可行．因為I^-不能與Na₂S₂O₃發(fā)生反應(yīng)，是碘單質(zhì)和Na₂S₂O₃發(fā)生反應(yīng)，故B錯誤；
C．不可行．依據(jù)操作的平衡可知，實驗只能測得溶液中c（I₂）與c（I₃^-）之和，不能測定離子濃度，故C正確；
故答案為：C；
（3）步驟Ⅰ是分液操作，需要用到的玻璃容器，除燒杯、玻璃棒外，還有分液漏斗，故答案為：分液漏斗；
（4）依據(jù)化學反應(yīng)可知設(shè)碘單質(zhì)物質(zhì)的量為x；
I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆，
1 2
x 0.1mol/L×0.017L
x=0.00085mol
濃度=$\frac{0.00085mol}{0.010L}$=0.085mol/L；
故答案為：0.085mol/L；
（5）依據(jù)$\frac{c[{I}_{2}（CC{l}_{4}）]}{c[{I}_{2}（{H}_{2}O）]}$=85，計算得到水溶液中碘單質(zhì)的濃度c（I₂）=0.001mol/L；10ml溶液中c（I₃^-）=0.049mol•L^-1，物質(zhì)的量0.00049mol，所以反應(yīng)的碘離子物質(zhì)的量為0.00049mol，平衡狀態(tài)碘離子物質(zhì)的量=0.1mol/L×0.01L=0.001mol-0.00049mol=0.00051mol，I₂+I^-?I₃^-，則濃度c（I^-）=0.051mol/L，平衡常數(shù)K=$\frac{c（I{\;}_{3}{\;}^{-}）}{c（I{\;}^{-}）c（I{\;}_{2}）}$=$\frac{0.049mol/L}{0.001mol/L×0.051mol/L}$=961，
故答案為：961．

點評 本題考查了滴定實驗分析判斷，實驗數(shù)據(jù)的計算分析應(yīng)用，應(yīng)用信息是解題關(guān)鍵，題目難度中等．