(1)[c(TaI 4 )·c(S 2 )]/c 2 (I 2 ) 66.7% (2)< I 2(3)澱粉 I 2 +H 2 SO 3 +H 2 O=4H + +2I - +SO 4 2- (4)1×10 -12增大 |
結合題給可逆反應的特點,應用化學平衡移動原理,分析化學平衡、電離平衡和水解平衡問題。 (1)反應(Ⅰ)中,TaS 2 為固體,則平衡常數表達式K=[c(TaI 4 )·c(S 2 )/c 2 (I 2 )]。設平衡時,I 2 轉化的物質的量為x,則有 TaS 2 (s)+2I 2 (g) TaI 4 (g)+S 2 (g) 起始/mol?1?0?0 轉化/mol ?x0.5x?0.5x 平衡/mol?1-x ?0.5x ?0.5x 此時平衡常數K為1,則有[(0.5x)·(0.5x)]/(1-x) 2 =1,從而可得x=2/3 mol,I 2 (g)的轉化率為(2/3 mol)/1 mol×100%≈66.7%。 (2)由題意可知,未提純的TaS 2 粉末變成純凈TaS 2 晶體,要經過兩步轉化:①TaS 2 +2I 2 =TaI 4 +S 2 ,②TaI 4 +S 2 =TaS 2 +2I 2 ,即反應(Ⅰ)先在溫度T 2 端正向進行,後在溫度T 1 端逆向進行,反應(Ⅰ)的ΔH大於0,因此溫度T 1 小於T 2 ,該過程中循環使用的是I 2 。 (3)澱粉遇單質I 2 顯藍色,利用I 2 溶液滴定H 2 SO 3 時,常用澱粉作指示劑,達到終點時,溶液由無色變成藍色,滴定反應的離子方程式為I 2 +H 2 SO 3 +H 2 O=4H + +2I - +SO 4 2- 。 (4)H 2 SO 3 的電離常數K a =[c(HSO 3 - )·c(H + )]/c(H 2 SO 3 )=1×10 -2 mol·L -1 ,水的離子積常數K W =c(H + )·c(OH - )=1×10 -14 mol 2 ·L -2 ,綜上可得K a =[c(HSO 3 - )·K W ]/[c(H 2 SO 3 )·c(OH - )]。NaHSO 3 溶液中HSO 3 - 的水解反應為HSO 3 - +H 2 O H 2 SO 3 +OH - ,則水解平衡常數K h =[c(H 2 SO 3 )·c(OH - )]/c(HSO 3 - )=K W /K a =(1×10 -14 mol 2 ·L -2 )/(1×10 -2 mol·L -1 )=1×10 -12 mol·L -1 。NaHSO 3 溶液中加入少量I 2 ,二者發生氧化還原反應,溶液中c(HSO 3 - )減小,HSO 3 - 的水解程度增大,c(H 2 SO 3 )/c(HSO 3 - )將增大。 點撥:知識:平衡常數及轉化率;平衡移動及影響因素;氧化還原滴定及指示劑的選擇;電離平衡常數和水解平衡常數的計算。能力:考查考生的綜合應用能力、分析問題和解決問題的能力,以及簡單計算的能力。試題難度:較大。 |