Question

（16分）化學發展史上，有許多偶然事件引起科學發現的事例，碘的發現也得益于Courtoris對意外現象的注意。碘是人類發現的第二個生物必需微量元素，它以碘化物形式存在于海水、海藻及人體甲狀腺中。人類缺碘會引起甲狀腺腫大，我國已全面實施加碘鹽方案。

3-1  單質碘的制備方法之一是在酸性條件下通Cl₂于NaI溶液中，指出運用該法時應注意的問題？分析其原因，寫出有關反應方程式。

3-2  在100％硫酸中，I₂可被HIO₃氧化成I₃^＋，寫出配平的離子方程式。

3-3  為什么在日照強、溫度高的海區，表層水碘濃度往往要低一些？

3-4  人體缺碘會影響正常的生命活動。兒童缺碘會造成身體畸形，智力低下。成年人缺碘會因新陳代謝能力降低而導致全身無力，提早出現衰老現象。為提高人體素質，食物補碘已引起人們的重視。據報道，人從食物中攝取碘后便在甲狀腺中積存下來，通過一系列化學反應形成甲狀腺素。甲狀腺素的結構：

（1）寫出甲狀腺素的化學式          ；

（2）在甲狀腺內，甲狀腺素的主要合成過程如下：

A（氨基酸）B甲狀腺素＋C（氨基酸）

請寫出A、B、C的結構簡式。

3-5  科研表明，人的一生只要能攝入一小茶匙的碘就能正常發育，健康生活。目前預防缺碘的有效辦法是食用含碘食鹽。目前國內食鹽加碘加的主要是碘酸鉀。

（1）寫出工業上以KI為原料制備碘酸鉀的化學方程式；

（2）如何用簡易操作檢驗食鹽是否加碘。寫出離子反應方程式。

3-6  已知反應H₂＋I₂2HI，分兩步完成I₂2I  H₂＋2I2HI

式中k，k₁，k₂，k₃是分別為各反應相應的速率常數，若用E_a，E₁，E₂，E₃分別表示各反應相應的活化能，請找出E_a和E₁，E₂，E₃間的關系。已知公式如下：

①對于反應aA＋bB→eE＋f F，反應速率為：v＝k[A]^a[B]^b

②速率常數與活化能之間滿足阿侖尼烏斯公式：k＝Ae^－Ea/RT

③對于反應I₂2I滿足：v_正＝v_逆

Answer 1

3-1  該法應注意控制Cl₂用量，防止Cl₂過量，否則過量Cl₂會氧化I₂，發生如下反應：

I₂＋5Cl₂＋6H₂O＝2IO₃^－＋10Cl^－＋12H^＋（2分）

3-2  HIO₃＋7I₂＋8H₂SO₄＝5I₃^＋＋3 H₂SO₄?H₂O＋5HSO₄^－（1分）

3-3  海水中，I^－在陽光紫外線的照射下，按下式反應，生成I₂并蒸發到空氣中（1分）

4I^－＋O₂＋2H₂O＝2I₂＋4OH^－（1分）

3-4 （1）C₁₅H₁₁NO₄I₄（1分）

（2）A：；B：；C：（3分）

3-5 （1）KI＋3H₂OKIO₃＋3H₂↑（1分）

（2）酸化的碘化鉀和淀粉溶液檢驗（1分）  5I^－＋IO₃^－＋6H^＋＝3I₂＋3H₂O（1分）

3-6  利用阿侖尼烏斯公式

H₂＋I₂2HI  v_HI＝k[H₂][I₂]……①     k＝Ae^－Ea’/RT……②

I₂2I     k₁＝A₁e^－E1/RT      k₂＝A₂e^－E2/RT

H₂＋2I2HI  k₃＝A₃e^－E3/RT   又：v_HI＝k₃[H₂][I]²……③（1分）

由已知  k₁/k₂＝[I]²/[I₂]＝[I]²[H₂]/[I₂][H₂]

代入③   v_HI＝(k₁/k₂)k₃[H₂][I₂]……④（1分）

對比①和④可知 

k＝(k₁/k₂)k₃＝(A₁e^－E1/RT/A₂e^－E2/RT)＝A₃e^－E3/RT＝(A₁A₃/A₂)e^{－(E1－E2＋E3) /RT}……⑤（1分）

對比⑤和②，可得E_a’＝E₁－E₂＋E₃（1分）