Question

【題目】碘及其化合物在生活中應用廣泛，含有碘離子的溶液需回收處理。

（1）“硫碘循環”法是分解水制備氫氣的研究熱點，涉及下列三個反應：

反應Ⅰ：SO2(g)+I2(aq)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq) ΔH1

反應Ⅱ：HI(aq)=H2(g)+I2(aq) ΔH2

反應Ⅲ：2H2SO4(aq)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)

①反應：SO2(g)+2H2O(l)=H2SO4(aq)+H2(g)的ΔH=___（用ΔH1、ΔH2表示）。

②分析上述反應，下列判斷正確的是___

a．反應Ⅲ易在常溫下進行 b．反應Ⅰ中SO2還原性比HI強

c．循環過程中需補充H2O d．循環過程中產生1molO2同時產生1molH2

③反應I發生時，溶液中存在如下平衡：I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)，其反應速率極快且平衡常數大。現將1molSO2緩緩通入含1molI2的水溶液中至恰好完全反應。溶液中I3-的物質的量n(I3-)隨反應時間(t)的變化曲線如圖所示。開始階段n(I3-)逐漸增大的原因是___。

（2）用海帶提取碘時，需用氯氣將碘離子氧化成單質。酸性條件下，若氯氣過量就能將碘單質進一步氧化成碘酸根離子(IO3-)，寫出氯氣與碘單質反應的離子方程式：___。

（3）科研小組用新型材料Ag/TiO2對溶液中碘離子進行吸附研究。如圖是不同pH條件下，碘離子吸附效果的變化曲線。據此推斷Ag/TiO2材料最適合吸附___（填“酸性”“中性”或“堿性”）溶液中的I－。

（4）氯化銀復合吸附劑也可有效吸附碘離子。氯化銀復合吸附劑對碘離子的吸附反應為I－(aq)+AgCl(s)AgI(s)+Cl－(aq)，反應達到平衡后溶液中c(I－)=___[用c(Cl－)、Ksp(AgCl)和Ksq(AgI)表示]。該方法去除碘離子的原理是___。

Answer 1

【答案】ΔH1+2ΔH2 bc 開始階段，SO2和I2反應生成的I-的濃度不斷增大，I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)的反應平衡向右移動，n(I3-)不斷增加 5Cl2+I2+6H2O=2IO3－+10Cl－+12H+ 中性 AgI的溶度積比AgCl的溶度積小

【解析】

(1)①SO2(g)+I2(aq)+2H2O(l)═2HI(aq)+H2SO4(aq)①△H1；HI(aq)＝H2(g)+I2(aq)②△H2，①+2×②得，SO2(g)+2H2O(1)═H2SO4(aq)+H2(g)△H＝△H1+2△H2，據此進行分析；

②a．反應Ⅲ△S＞0、△H＞0，如能自發進行，應滿足△H﹣T△S＜0；

b．氧化還原反應中還原劑的還原性大于還原產物的還原性；

c．分解水制備氫氣，應不斷補充H2O；

d．循環過程中產生1mol O2同時產生2mol H2；

③開始階段，SO2和I2反應生成的I-的濃度不斷增大，I2(aq)+I﹣(aq)I3﹣(aq)的反應平衡向右移動，n(I3﹣)不斷增加；

(2)氯氣與碘單質反應生成碘酸根離子和氯離子；

(3)由圖象可知pH＝7時，吸附效果最好；

(4)Ksp(AgCl)＝c(Ag+)c(Cl﹣)，則c(Ag+)＝，Ksp(AgI)＝c(Ag+)c(I﹣)，則c(Ag+)＝，故＝，且AgI的溶度積比AgCl的溶度積小。

(1)①SO2(g)+I2(aq)+2H2O(l)═2HI(aq)+H2SO4(aq)①△H1；HI(aq)＝H2(g)+I2(aq)②△H2，①+2×②得，SO2(g)+2H2O(1)═H2SO4(aq)+H2(g)△H＝△H1+2△H2；

②a．反應Ⅲ△S＞0、△H＞0，在高溫下可滿足△H﹣T△S＜0，故a錯誤；

b．氧化還原反應中還原劑的還原性大于還原產物的還原性，還原性SO2還原性比HI強，故b正確；

c．分解水制備氫氣，應不斷補充H2O，故c正確；

d．循環過程中產生1mol O2同時產生2mol H2，故d錯誤，

故答案為：bc；

③N(I3﹣)逐漸增大的原因是，開始階段，SO2和I2反應生成的I﹣的濃度不斷增大，I2(aq)+I﹣(aq)I3﹣(aq)的反應平衡向右移動，n(I3﹣)不斷增加；

(2)氯氣過量就能將碘單質進一步氧化成碘酸根離子，故氯氣與碘單質反應的離子方程式為5Cl2+I2+7H2O＝2IO3﹣+10Cl﹣+12H+；

(3)據圖象分析pH＝7時，吸附效果最好，故最適合吸附的是中性；

(4) Ksp(AgCl)＝c(Ag+)c(Cl﹣)，則c(Ag+)＝，Ksp(AgI)＝c(Ag+)c(I﹣)，則c(Ag+)＝，故＝，，故c(I﹣)＝，該方法去除碘離子的原理是利用AgI的溶度積比AgCl的溶度積小。