Question

化學反應原理在科研和生產中有廣泛應用．
（1）利用“化學蒸氣轉移法”制備TaS₂晶體，發生如下反應：
TaS₂（s）+2I₂（g）?TaI₄（g）+S₂（g），△H＞0 （Ⅰ），
反應（Ⅰ）的平衡常數表達式K=

 

，若K=1，向某恒容密閉容器中加入1mol I₂（g）和足量TaS₂（s），I₂（g）的平衡轉化率為

 

；
（2）如圖所示，反應（Ⅰ）在石英真空管中進行，先在溫度為T₂的一端放入未提純的TaS₂粉末和少量I₂（g），一段時間后，在溫度為T₁的一端得到了純凈的TaS₂晶體，則溫度T₁

 

T₂（填“＞”“＜”或“=”）．上述反應體系中循環使用的物質是

 

；
（3）利用I₂的氧化性可測定鋼鐵中硫的含量．做法是將鋼樣中的硫轉化為H₂SO₃，然后用一定濃度的I₂溶液進行滴定，所用指示劑為

 

，滴定反應的離子方程式為

 

；
（4）25℃時，H₂SO₃?HSO₃^-+H⁺的電離常數K_a=1×10^-2mol/L，則該溫度下NaHSO₃的水解平衡常數K_h=

 

mol/L，若向NaHSO₃溶液中加入少量的I₂，則溶液中

c(H2SO3)

c(HSO3-)

將

 

（填“增大”“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析：（1）通過題意求出平衡濃度，帶入K值可以得出轉化率為66.7%；
（2）通過題意溫度T₂端利于反應正向進行，為高溫，溫度T₁端利于反應向左進行，為低溫，所以T₁＜T₂；
（3）因為I₂遇到淀粉會變藍色，所以可以用淀粉溶液作指示劑；
（4）根據Ka=

[HS O - 3 ]?[H+]

[H2SO3]

，K_b=

[H2SO3]?KW

[HSO3-]?[H+]

，代入數據進行計算．

解答：解：（1）根據題意反應（Ⅰ）的平衡常數表達式K=

c(TaI4)c(S2)

c2(I2)

或

[S2][TaI4]

[I2]2

；
若K=1，設 I₂的平衡轉化率為x，則參加反應的為xmol，平衡時生成TaI₄和S₂各0.5xmol，剩余I₂為（1-x）mol，
根據K=

c(TaI4)c(S2)

c2(I2)

=

0.5x×0.5x

(1-x)2

=1，
解之得：x=66.7%，
故答案為：

c(TaI4)c(S2)

c2(I2)

或

[S2][TaI4]

[I2]2

；66.7%；
（2）由所給方程式可知該反應為吸熱反應，通過題意溫度T₂端利于反應正向進行，為高溫，溫度T₁端利于反應向左進行，為低溫，所以T₁＜T₂，I₂是可以循環使用的物質；
故答案為：＜；I₂
（3）因為I₂遇到淀粉會變藍色，所以可以用淀粉溶液作指示劑．離子反應：H₂SO₃+I₂+H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-，
故答案為：淀粉溶液；H₂SO₃+I₂+H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-；
（4）Ka=

[HS O - 3 ]?[H+]

[H2SO3]

，HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，K_b=

[H2SO3]?KW

[HSO3-]?[H+]

=1.0×10²×1.0×10^-14=1.0×10^-12，當加入少量I₂時，溶液酸性增強，[H⁺]增大，但是溫度不變，Kb不變，則

c(H2SO3)

c(HSO3-)

增大，
故答案為1.0×10^-12；增大．

點評：本題考查化學平衡常數的表達式及其計算，平衡轉化率等知識，難度較大．