Question

3．單質(zhì)碘的提取及應(yīng)用中有關(guān)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示．
（1）可利用i 中反應(yīng)從海帶灰浸取液中提取單質(zhì)碘，若所用試劑為雙氧水、稀硫酸，其離子方程式是H₂O₂+2I^-+2H⁺=I₂+2H₂O．
（2）ii三種分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)能量變化如圖1 所示．其他條件相同，1mol HI 在不同溫度分解達(dá)平衡時(shí)，測(cè)得體系中I₂物質(zhì)的量隨溫度變化的曲線如圖2 所示．

①比較2a＞b+c（填“＜＜”、“＞＞”或“=”），理由是根據(jù)圖2知，升高溫度平衡正向移動(dòng)，該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，2HI（g）?H₂（g）+I₂（g），△H＞0，△H=2a-（b+c）＞0，所以2a＞b+c．
②某溫度下該反應(yīng)平衡常數(shù)為$\frac{1}{64}$，達(dá)平衡時(shí)，1mol HI 分解的轉(zhuǎn)化率為20%．
③若利用此反應(yīng)制備I₂，則能提高HI 轉(zhuǎn)化率的措施是ac（填字母序號(hào)）．
a．移走I₂     b．加壓          c．升溫         d．增大HI 濃度
（3）iii 中，堿性條件下I₂可以轉(zhuǎn)化為IO₃^-．電解KI 溶液制備 KIO₃的工作原理如圖3所示．
電解過(guò)程中觀察到陽(yáng)極液變藍(lán)，一段時(shí)間后又逐漸變淺．
①a 連接電源的正極．
②結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和電極反應(yīng)式說(shuō)明制備KIO₃的原理：I^-在陽(yáng)極失電子生成I₂，使陽(yáng)極溶液變藍(lán)色，OH^-通過(guò)陰離子交換膜移向陽(yáng)極，在陽(yáng)極室I₂與OH^-反應(yīng)2I₂+6OH^-=5I^-+IO₃^-+3H₂O，使陽(yáng)極區(qū)域藍(lán)色變淺．

Answer 1

分析 （1）雙氧水具有氧化性、碘離子具有還原性，酸性條件下，雙氧水和碘離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘和水；
（2）①根據(jù)圖2知，升高溫度碘含量增大，說(shuō)明HI的分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則2molHI分解吸收的能量大于1mol碘和1mol氫氣分解吸收的能量；
②化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{c（{I}_{2}）．c（{H}_{2}）}{{c}^{2}（HI）}$；
③能提高HI 轉(zhuǎn)化率的措施降低生成物濃度、升高溫度；
（3）根據(jù)圖知，發(fā)現(xiàn)a極變藍(lán)，則a電極上碘離子轉(zhuǎn)化為碘，a為陽(yáng)極，b為陰極；
①連接電源正極的為陽(yáng)極；
②．堿性條件下碘被氧化生成碘酸根離子．

解答 解：（1）雙氧水具有氧化性、碘離子具有還原性，酸性條件下，雙氧水和碘離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘和水，離子方程式為H₂O₂+2I^-+2H⁺=I₂+2H₂O，
故答案為：H₂O₂+2I^-+2H⁺=I₂+2H₂O；
（2）①根據(jù)圖2知，升高溫度平衡正向移動(dòng)，該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，2HI（g）?H₂（g）+I₂（g），△H＞0，△H=2a-（b+c）＞0，所以2a＞b+c，
故答案為：＞；根據(jù)圖2知，升高溫度平衡正向移動(dòng)，該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，2HI（g）?H₂（g）+I₂（g），△H＞0，△H=2a-（b+c）＞0，所以2a＞b+c；
②化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{c（{I}_{2}）．c（{H}_{2}）}{{c}^{2}（HI）}$，因碘和氫氣的計(jì)量數(shù)相等，則K=$\frac{c（{I}_{2}）．c（{H}_{2}）}{{c}^{2}（HI）}$=$\frac{{c}^{2}（{H}_{2}）}{{c}^{2}（HI）}$=$\frac{1}{64}$，所以$\frac{c（{H}_{2}）}{c（HI）}$=$\frac{1}{8}$，設(shè)平衡時(shí)氫氣濃度是xmol/L、HI濃度是8xmol/L，生成的碘是參加反應(yīng)的HI的2倍，則參加反應(yīng)的HI濃度是2xmol/L，所以HI轉(zhuǎn)化率=$\frac{2xmol/L}{（2x+8x）mol/L}$×100%=20%，
故答案為：20%；
③a．移走I₂，平衡正向移動(dòng)，則提高HI轉(zhuǎn)化率，故正確；
 b．該反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)之和不變，所以加壓平衡不移動(dòng)，不能提高HI轉(zhuǎn)化率，故錯(cuò)誤；          
c．該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升溫平衡正向移動(dòng)，HI轉(zhuǎn)化率提高，故正確；        
 d．增大HI 濃度平衡正向移動(dòng)，但HI濃度增大量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于HI轉(zhuǎn)化濃度，所以HI轉(zhuǎn)化率降低，故錯(cuò)誤；
故選ac；
（3）根據(jù)圖知，發(fā)現(xiàn)a極變藍(lán)，則a電極上碘離子轉(zhuǎn)化為碘，a為陽(yáng)極，b為陰極；
①連接電源正極的為陽(yáng)極，所以a連接電源正極，故答案為：正；
②I^-在陽(yáng)極失電子生成I₂，使陽(yáng)極溶液變藍(lán)色，OH^-通過(guò)陰離子交換膜移向陽(yáng)極，在陽(yáng)極室I₂與OH^-反應(yīng)2I₂+6OH^-=5I^-+IO₃^-+3H₂O，使陽(yáng)極區(qū)域藍(lán)色變淺，
故答案為：I^-在陽(yáng)極失電子生成I₂，使陽(yáng)極溶液變藍(lán)色，OH^-通過(guò)陰離子交換膜移向陽(yáng)極，在陽(yáng)極室I₂與OH^-反應(yīng)2I₂+6OH^-=5I^-+IO₃^-+3H₂O，使陽(yáng)極區(qū)域藍(lán)色變淺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及化學(xué)平衡計(jì)算、電解原理、反應(yīng)熱的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷、獲取信息解答問(wèn)題及計(jì)算能力，注意（2）③中d選項(xiàng)，很多同學(xué)往往認(rèn)為“增大反應(yīng)物濃度平衡正向移動(dòng)則一定增大其轉(zhuǎn)化率”而導(dǎo)致錯(cuò)誤，為易錯(cuò)點(diǎn)．