Question

碘及其化合物在人類活動中占有重要地位。
(1)加碘食鹽中含有碘酸鉀(KIO₃)，工業上以電解法制備碘酸鉀，電解設備如圖所示。先將一定量的碘溶于過量氫氧化鉀溶液，發生反應：

3I₂＋6KOH=5KI＋KIO₃＋3H₂O，再將該溶液加入       (陰極、陽極)區，另將氫氧化鉀溶液加入另外一個區。使用       (陰、陽)離子交換膜，在陽極發生的電極反應式：                        。
(2)碘化氫不穩定，分解反應的熱化學方程式是2HI(g)I₂(g)+H₂(g)  ΔH="+9.48" kJ·mol^－1已知ΔS＞0
①該反應屬于(    )
A．任何溫度均自發    B．任何溫度均不自發   C．高溫自發    D．低溫自發
②一定條件下，反應在一個帶有活塞的密閉容器中達到平衡，下列說法中不正確的是(    )
A．恒溫，縮小體積，平衡常數不變
B．恒溫，縮小體積，平衡不移動，顏色加深
C．恒容，升溫，正向反應速率和逆向反應速率均增大  
D．恒容，在容器中若投入2mol HI，達到平衡時吸收9.48 kJ 的熱量  
③一定溫度下，平衡常數K=1/4，在2L的容器中，加入4molHI發生反應達到平衡，HI的轉化率       。

Answer 1

（1）陽極  陰  I^-+6OH^-—6e^-=IO₃^-+3H₂O （2）①C②D ③0.5

試題分析：（1）由題意知電解法制備碘酸鉀的原理為在KOH存在的條件電解KI和KIO₃的混合液，反應的實質是碘離子發生失電子的氧化反應，最終生成碘酸根離子，結合電解原理電解池的陽極發生失電子的氧化反應，所以KI和KIO₃的混合液應加在與電源正極相連的陽極區，即裝置中的a極區；根據電極方程式書寫原則原子守恒和電荷守恒，電極反應式為：I^-+6OH^-—6e^-=IO₃^-+3H₂O，該極區反應消耗OH^—，應有加在陰極區的KOH溶液補充，離子交換膜應允許陰離子通過，為陰離子交換膜。
（2）①該反應ΔH＞0，ΔS＞0，根據反應方向的判據可知高溫時ΔH—TΔS<0，能自發進行；選C.
②A、平衡常數的影響因素為溫度，正確；B、該反應兩邊氣體物質系數相等，恒溫，縮小體積，平衡不移動，但各物質的濃度增大，顏色加深，正確；C、升溫反應速率加快，正確；D、可逆反應的特點是不能進行到底，投入2mol HI，達到平衡時吸收的熱量小于9.48 kJ，錯誤。
③ 設轉化的碘化氫為x，利用三段法得出各物質的平衡濃度，代入平衡常數表達式求出碘化氫的平衡濃度，代入轉化率計算公式計算可得。