Question

化學(xué)反應(yīng)原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。
（1）利用“化學(xué)蒸氣轉(zhuǎn)移法”制備TaS₂晶體，發(fā)生如下反應(yīng)：
TaS₂（s）＋2I₂（g）TaI₄（g）＋S₂（g）　ΔH>0（I）
反應(yīng)（Ⅰ）的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝________，若K＝1，向某恒容容器中加入1 mol I₂（g）和足量TaS₂（s），I₂（g）的平衡轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______。
（2）如圖所示，反應(yīng)（Ⅰ）在石英真空管中進(jìn)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(shí)間后，在溫度為T₁的一端得到了純凈TaS₂晶體，則溫度T₁________T₂（填“>”“<”或“＝”）。上述反應(yīng)體系中循環(huán)使用的物質(zhì)是________。

（3）利用I₂的氧化性可測(cè)定鋼鐵中硫的含量。做法是將鋼樣中的硫轉(zhuǎn)化成H₂SO₃，然后用一定濃度的I₂溶液進(jìn)行滴定，所用指示劑為_(kāi)_______，滴定反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________。
（4）25℃時(shí)，H₂SO₃HSO₃^-＋H^＋的電離常數(shù)K_a＝1×10^－2mol·L^－1，則該溫度下NaHSO₃水解反應(yīng)的平衡常數(shù)K_h＝________mol·L^－1，若向NaHSO₃溶液中加入少量的I₂，則溶液中將________（填“增大”“減小”或“不變”）。

Answer 1

（1）[c（TaI₄）·c（S₂）]/c²（I₂）　66.7%　（2）＜　I₂　（3）淀粉　I₂＋H₂SO₃＋H₂O=4H^＋＋2I^－＋SO₄^2-
（4）1×10^－12　增大

結(jié)合題給可逆反應(yīng)的特點(diǎn)，應(yīng)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理，分析化學(xué)平衡、電離平衡和水解平衡問(wèn)題。
（1）反應(yīng)（Ⅰ）中，TaS₂為固體，則平衡常數(shù)表達(dá)式K＝[c（TaI₄）·c（S₂）/c²（I₂）]。設(shè)平衡時(shí)，I₂轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為x，則有
　　　　　　TaS₂（s）＋2I₂（g）TaI₄（g）＋S₂（g）
起始/mol           1       0     0
轉(zhuǎn)化/mol            x      0.5x   0.5x
平衡/mol         1－x      0.5x    0.5x
此時(shí)平衡常數(shù)K為1，則有[（0.5x）·（0.5x）]/（1－x）²＝1，從而可得x＝2/3 mol，I₂（g）的轉(zhuǎn)化率為（2/3 mol）/1 mol×100%≈66.7%。
（2）由題意可知，未提純的TaS₂粉末變成純凈TaS₂晶體，要經(jīng)過(guò)兩步轉(zhuǎn)化：①TaS₂＋2I₂=TaI₄＋S₂，②TaI₄＋S₂=TaS₂＋2I₂，即反應(yīng)（Ⅰ）先在溫度T₂端正向進(jìn)行，后在溫度T₁端逆向進(jìn)行，反應(yīng)（Ⅰ）的ΔH大于0，因此溫度T₁小于T₂，該過(guò)程中循環(huán)使用的是I₂。
（3）淀粉遇單質(zhì)I₂顯藍(lán)色，利用I₂溶液滴定H₂SO₃時(shí)，常用淀粉作指示劑，達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，溶液由無(wú)色變成藍(lán)色，滴定反應(yīng)的離子方程式為I₂＋H₂SO₃＋H₂O=4H^＋＋2I^－＋SO₄^2-。
（4）H₂SO₃的電離常數(shù)K_a＝[c（HSO₃^-）·c（H^＋）]/c（H₂SO₃）＝1×10^－2 mol·L^－1，水的離子積常數(shù)K_W＝c（H^＋）·c（OH^－）＝1×10^－14mol²·L^－2，綜上可得K_a＝[c（HSO₃^-）·K_W]/[c（H₂SO₃）·c（OH^－）]。NaHSO₃溶液中HSO₃^-的水解反應(yīng)為HSO₃^-＋H₂OH₂SO₃＋OH^－，則水解平衡常數(shù)K_h＝[c（H₂SO₃）·c（OH^－）]/c（HSO₃^-）＝K_W/K_a＝（1×10^－14mol²·L^－2）/（1×10^－2mol·L^－1）＝1×10^－12mol·L^－1。NaHSO₃溶液中加入少量I₂，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，溶液中c（HSO₃^-）減小，HSO₃^-的水解程度增大，c（H₂SO₃）/c（HSO₃^-）將增大。
點(diǎn)撥：知識(shí)：平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率；平衡移動(dòng)及影響因素；氧化還原滴定及指示劑的選擇；電離平衡常數(shù)和水解平衡常數(shù)的計(jì)算。能力：考查考生的綜合應(yīng)用能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，以及簡(jiǎn)單計(jì)算的能力。試題難度：較大。