化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS 2 晶体,发生如下反应:TaS
(1)[c(TaI 4 )·c(S 2 )]/c 2 (I 2 ) 66.7% (2)< I 2(3)淀粉 I 2 +H 2 SO 3 +H 2 O=4H + +2I - +SO 4 2- (4)1×10 -12增大 |
结合题给可逆反应的特点,应用化学平衡移动原理,分析化学平衡、电离平衡和水解平衡问题。 (1)反应(Ⅰ)中,TaS 2 为固体,则平衡常数表达式K=[c(TaI 4 )·c(S 2 )/c 2 (I 2 )]。设平衡时,I 2 转化的物质的量为x,则有 TaS 2 (s)+2I 2 (g) TaI 4 (g)+S 2 (g) 起始/mol10?0 转化/mol x?0.5x0.5x 平衡/mol?1-x ?0.5x 0.5x 此时平衡常数K为1,则有[(0.5x)·(0.5x)]/(1-x) 2 =1,从而可得x=2/3 mol,I 2 (g)的转化率为(2/3 mol)/1 mol×100%≈66.7%。 (2)由题意可知,未提纯的TaS 2 粉末变成纯净TaS 2 晶体,要经过两步转化:①TaS 2 +2I 2 =TaI 4 +S 2 ,②TaI 4 +S 2 =TaS 2 +2I 2 ,即反应(Ⅰ)先在温度T 2 端正向进行,后在温度T 1 端逆向进行,反应(Ⅰ)的ΔH大于0,因此温度T 1 小于T 2 ,该过程中循环使用的是I 2 。 (3)淀粉遇单质I 2 显蓝色,利用I 2 溶液滴定H 2 SO 3 时,常用淀粉作指示剂,达到终点时,溶液由无色变成蓝色,滴定反应的离子方程式为I 2 +H 2 SO 3 +H 2 O=4H + +2I - +SO 4 2- 。 (4)H 2 SO 3 的电离常数K a =[c(HSO 3 - )·c(H + )]/c(H 2 SO 3 )=1×10 -2 mol·L -1 ,水的离子积常数K W =c(H + )·c(OH - )=1×10 -14 mol 2 ·L -2 ,综上可得K a =[c(HSO 3 - )·K W ]/[c(H 2 SO 3 )·c(OH - )]。NaHSO 3 溶液中HSO 3 - 的水解反应为HSO 3 - +H 2 O H 2 SO 3 +OH - ,则水解平衡常数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 ,二者发生氧化还原反应,溶液中c(HSO 3 - )减小,HSO 3 - 的水解程度增大,c(H 2 SO 3 )/c(HSO 3 - )将增大。 点拨:知识:平衡常数及转化率;平衡移动及影响因素;氧化还原滴定及指示剂的选择;电离平衡常数和水解平衡常数的计算。能力:考查考生的综合应用能力、分析问题和解决问题的能力,以及简单计算的能力。试题难度:较大。 |