Question

（2009?龍巖一模）測定平衡常數對定量認識化學反應具有重要意義．已知：碘單質能與I^-反應成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．
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c mol?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V₁、V₂和c可求得c（I₂）．
（1）上述滴定時，可采用

淀粉

做指示劑，滴定終點的現象是

溶液由藍色變無色

．
（2）下列對該同學設計方案的分析，正確的是

C

（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發生反應
C．不可行．只能測得溶液中c（I₂）與c（I₃^-）之和
Ⅱ、科研實踐中可采用下述方法來測定該反應的平衡常數（室溫條件下進行）：

已知：①I^-和I₃^-不溶于CCl₄；②一定溫度下碘單質在四氯化碳和水混合液體中，碘單質的濃度比值即

c[I2(CCl4)]

c[I2(H2O)]

是一個常數（用K_d表示，稱為分配系數），且室溫條件下K_d=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

分液漏斗

（填名稱）．
（4）下層液體中碘單質的物質的量濃度是

0.085mol/L

．
（5）實驗測得上層溶液中c（I₃^-）=0.049mol?L^-1，結合上述有關數據，計算室溫條件下反應I₂+I^-?I₃^-的平衡常數K=

0.049mol/L

0.001mol/L×0.051mol/L

（用具體數據列出計算式即可）．

Answer 1

分析：Ⅰ、（1）依據滴定實驗和試劑選擇分析判斷，反應原理為，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；
（2）依據碘單質能與I^-反應成I₃^-，并在溶液中建立如下平衡：I₂+I^-?I₃^-．分析判斷選項；
Ⅱ、（3）操作Ⅰ是分液操作，用到的玻璃儀器以及分離操作裝置和步驟回答分析；
（4）由硫代硫酸鈉滴定碘單質的定量關系計算物質的量得到濃度；
（5）依據分配系數計算水溶液中碘單質濃度，根據反應計算水溶液中碘離子的濃度，結合平衡常數概念計算分析．

解答：解：（1）取V₁ mL平衡混合溶液，用c mol?L^-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；
（2）碘單質能與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．依據操作的化學平衡分析可知，測定的是碘單質和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發生反應，是碘單質和Na₂S₂O₃發生反應，故B錯誤；
C．不可行．依據操作的平衡可知，實驗只能測得溶液中c（I₂）與c（I₃^-）之和，不能測定電鍍能治的含量，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，故答案為：分液漏斗；
（4）依據化學反應可知設碘單質物質的量為x；
I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆，
1      2
x      0.1mol/L×0.017L
x=0.00085mol     
濃度=

0.00085mol

0.010L

=0.085mol/L；            
故答案為：0.085mol/L；
（5）依據

c[I2(CCl4)]

c[I2(H2O)]

=85，計算得到水溶液中碘單質的濃度c（I₂）=0.001mol/L；10ml溶液中c（I₃^-）=0.049mol?L^-1，物質的量0.00049mol，所以反應的碘離子物質的量為0.00049mol，平衡狀態碘離子物質的量=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K=

c(I3-)

c(I-)c(I2)

=

0.049mol/L

0.001mol/L×0.051mol/L

=961L/mol，
故答案為：

0.049mol/L

0.001mol/L×0.051mol/L

．

點評：本題考查了滴定實驗分析判斷，實驗數據的計算分析應用，應用信息是解題關鍵，題目難度中等．