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）△H＞0    
（1）反應(yīng)（ I）的平衡常數(shù)表達(dá)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(zhuǎn)化率為

 

．
（2）如圖1所示，反應(yīng)（1）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粉未和少量I₂（g），一段時(shí)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(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．做法是將鋼鐵中的硫轉(zhuǎn)化為H₂SO₃，然后用一定濃度的I₂溶液進(jìn)行滴定，所用指示劑為

 

，滴定反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（4）25℃時(shí)，H₂SO₃?HSO₃^-+H⁺的電離常數(shù)K_a=1×10^-2mol/L，則該溫度下NaHSO₃的水解平衡常數(shù)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”）．
（5）“二甲醚燃料電池”是一種綠色電源，其工作原理如圖2所示．寫出a電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,原電池和電解池的工作原理,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）通過(guò)題意求出平衡濃度，帶入K值可以得出轉(zhuǎn)化率為66.7%；
（2）通過(guò)題意溫度T₂端利于反應(yīng)正向進(jìn)行，為高溫，溫度T₁端利于反應(yīng)向左進(jìn)行，為低溫，所以T₁＜T₂；
（3）因?yàn)镮₂遇到淀粉會(huì)變藍(lán)色，所以可以用淀粉溶液作指示劑；
（4）根據(jù)Ka=

c(H+)c(HSO3-)

c(H2SO3)

，K_b=

c(H2SO3)Kw

c(HSO3-)c(H+)

，代入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；
（5）依據(jù)圖示分析通入氧氣的一端為正極，通入二甲醚的一端為負(fù)極，電解質(zhì)溶液為酸性環(huán)境，二甲醚失電子生成二氧化碳，根據(jù)電子守恒寫出電極反應(yīng)．

解答： 解：（1）根據(jù)題意反應(yīng)（Ⅰ）的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

c(TaI4)c(S2)

c2(I2)

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

；66.7%；
（2）由所給方程式可知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，通過(guò)題意溫度T₂端利于反應(yīng)正向進(jìn)行，為高溫，溫度T₁端利于反應(yīng)向左進(jìn)行，為低溫，所以T₁＜T₂，I₂是可以循環(huán)使用的物質(zhì)；
故答案為：＜；I₂
（3）因?yàn)镮₂遇到淀粉會(huì)變藍(lán)色，所以可以用淀粉溶液作指示劑．離子反應(yīng)：H₂SO₃+I₂+H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-，
故答案為：淀粉溶液；H₂SO₃+I₂+H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-；
（4）Ka=

c(H+)c(HSO3-)

c(H2SO3)

，HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，K_b=

c(H2SO3)Kw

c(HSO3-)c(H+)

=1.0×10²×1.0×10^-14=1.0×10^-12，當(dāng)加入少量I₂時(shí)，溶液酸性增強(qiáng)，[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．
（5）反應(yīng)本質(zhì)是二甲醚的燃燒，原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，二甲醚在負(fù)極放電，正極反應(yīng)還原反應(yīng)，氧氣在正極放電．由圖可知，a極為負(fù)極，b為正極，二甲醚放電生成二氧化碳與氫離子，a電極的電極反應(yīng)式為 CH₃OCH₃-12e^-+3H₂O═2CO₂+12H⁺；
故答案為：CH₃OCH₃+3H₂O-12e^-═2CO₂+12H⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式及其計(jì)算，平衡轉(zhuǎn)化率等知識(shí)，原電池電極反應(yīng)書寫方法，難度較大．