Question

【題目】測定平衡常數(shù)對定量認識化學反應具有重要意義。已知：I2能與 I－反應生成 I3－，并在溶液中建立如下平衡： I2+I－I3－。通過測平衡體系中 c(I2)、 c(I－)和 c(I3－)，就可求得該反應的平衡常數(shù)。

Ⅰ.某同學為測定上述平衡體系中 c(I2)，采用如下方法：取 V1 mL 平衡混合溶液，用cmol·L－1的Na2S2O3溶液進行滴定(反應為 I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)，消耗 V2 mL 的Na2S2O3溶液。根據(jù)V1、V2和c可求得c(I2)。

(1)上述滴定時，可采用________做指示劑，滴定終點的現(xiàn)象是_____________________。

(2)下列對該同學設(shè)計方案的分析，正確的是________(填字母)。

A．方案可行。能準確測定溶液中的 c(I2)

B．不可行。因為 I－能與 Na2S2O3發(fā)生反應

C．不可行。只能測得溶液中 c(I2)與 c(I3－)之和

Ⅱ.化學興趣小組對上述方案進行改進，擬采用下述方法來測定該反應的平衡常數(shù)(室溫條件下進行，溶液體積變化忽略不計)：

已知： ①I－和 I3－不溶于 CCl4； ②一定溫度下， 碘單質(zhì)在四氯化碳和水混合液體中，碘單質(zhì)的濃度比值即是一個常數(shù)(用Kd表示，稱為分配系數(shù))，且室溫條件下Kd＝85。回答下列問題：

(3)操作Ⅰ使用的玻璃儀器中，除燒杯、玻璃棒外，還需要的儀器是________(填名稱)。試指出該操作中應注意的事項為________。 (任寫一條)

(4)上述測定過程均正常操作，下層液體中碘單質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是________；若終點讀數(shù)時俯視滴定管， 則會造成所測濃度________ (填“等于”、 “大于”或“小于”)該值。

(5)實驗測得上層溶液中 c(I3－)＝0.0049 mol·L－1，結(jié)合上述有關(guān)數(shù)據(jù)，計算室溫條件下反應 I2+I－I3－的平衡常數(shù) K＝________(用具體數(shù)據(jù)列出計算式即可)。

Answer 1

【答案】

(1)淀粉 ；溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘后顏色不再改變

(2)C；

(3)分液漏斗；分液時上層液體應從上口倒出，下層液體應從下口放出(或分液漏斗末端應緊靠燒杯內(nèi)壁或打開上口活塞，使分液漏斗內(nèi)外壓強相等便于液體流下等。其他合理答案也給分)

(4)0.085 mol/L；小于；

(5)49000/51(或 961) L· mol－1；

【解析】

試題分析：(1)取V1 mL平衡混合溶液，用c molL-1的Na2S2O3溶液進行滴定(反應為I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)，指示劑選擇淀粉，滴入最后一滴溶液由藍色變化為無色，半分鐘不變化證明反應達到終點，故答案為：淀粉；溶液由藍色變無色，且半分鐘后顏色不再改變；

(2)碘單質(zhì)能與I-反應成I3-，并在溶液中建立如下平衡：I2+I-I3-；A．方案不可行．依據(jù)操作的化學平衡分析可知，測定的是碘單質(zhì)和I3-的含量，不能準確測定溶液中的c(I2)，故A錯誤；B．不可行．因為I-不能與Na2S2O3發(fā)生反應，是碘單質(zhì)和Na2S2O3發(fā)生反應，故B錯誤；C．不可行．依據(jù)操作的平衡可知，實驗只能測得溶液中c(I2)與c(I3-)之和，不能測定離子濃度，故C正確；故答案為：C；

(3)步驟Ⅰ是分液操作，需要用到的玻璃容器，除燒杯、玻璃棒外，還有分液漏斗，用分液漏斗分液時上層液體應從上口倒出，下層液體應從下口放出；分液漏斗末端應緊靠燒杯內(nèi)壁或打開上口活塞，使分液漏斗內(nèi)外壓強相等便于液體流下等，故答案為：分液漏斗；分液時上層液體應從上口倒出，下層液體應從下口放出；分液漏斗末端應緊靠燒杯內(nèi)壁或打開上口活塞，使分液漏斗內(nèi)外壓強相等便于液體流下等；

(4)依據(jù)化學反應可知設(shè)碘單質(zhì)物質(zhì)的量為x；

I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6，

1 2

x 0.1mol/L×0.017L

x=0.00085mol ，濃度==0.085mol/L，若終點讀數(shù)時俯視滴定管，導致消耗的標準液的體積偏小，則會造成所測濃度小于0.085mol/L，故答案為：0.085mol/L；小于；

(5)依據(jù)=85，計算得到水溶液中碘單質(zhì)的濃度c(I2)=0.001mol/L；10ml溶液中c(I3-)=0.049molL-1，物質(zhì)的量0.00049mol，所以反應的碘離子物質(zhì)的量為0.00049mol，平衡狀態(tài)碘離子物質(zhì)的量=0.1mol/L×0.01L=0.001mol-0.00049mol=0.00051mol，濃度c(I-)=0.051mol/L，I2+I-I3-；平衡常數(shù)K===961L/mol，故答案為：961L/mol。