Los principios de las reacciones químicas se utilizan ampliamente en la investigación y producción científica. (1) Utilice el "método químico de transferencia de vapor" para preparar cristales de TaS 2 y se producirá la siguiente reacción: TaS
(1) [c (TaI 4 )·c (S 2 )]/c 2 (I 2 ) 66,7% (2)
(4) 1×10 -12 aumenta
Combina las características de la reacción reversible dadas en la pregunta, aplica el principio del movimiento del equilibrio químico y analizar problemas de equilibrio químico, equilibrio de ionización y equilibrio de hidrólisis.
(1) En la reacción (I), TaS 2 es sólido, entonces la expresión constante de equilibrio K = [c (TaI 4 )·c (S 2 )/c 2 (I 2 )]. Supongamos que en equilibrio, la cantidad de sustancia convertida por I 2 es x, entonces hay
TaS 2 (s) + 2I 2 (g) TaI 4 (g) + S 2 (g)
Inicio/mol10?0
Conversión/mol x?0.5x0.5x
Equilibrio/mol?1－x ?0.5x 0.5x
En este momento Si la constante de equilibrio K es 1, entonces [(0.5x)·(0.5x)]/(1-x) 2 =1, por lo tanto x=2/3 mol, y la tasa de conversión de I 2 (g) es (2/3 mol)/1 mol x 100%≈66,7%.
(2) Del significado de la pregunta, se puede ver que el polvo de TaS 2 sin purificar se convierte en cristal de TaS 2 puro, lo que requiere dos pasos de transformación: ①TaS 2 + 2I 2 =TaI 4 +S 2, ②TaI 4 +S 2 =TaS 2 + 2I 2, es decir, la reacción (I) primero avanza en la dirección directa en el extremo de temperatura T 2 y luego avanza en la dirección inversa en el extremo de temperatura T 1. de la reacción (I) es mayor que 0, por lo que la temperatura T 1 es menor que T 2. La reacción cíclica utilizada en este proceso es I 2.
(3) El almidón aparece de color azul cuando se expone al I 2 elemental. Cuando se titula H 2 SO 3 con una solución de I 2, el almidón se utiliza a menudo como indicador. Cuando se alcanza el punto final, la solución cambia de. incoloro a azul, y la titulación La ecuación iónica de la reacción es I 2 +H 2 SO 3 +H 2 O=4H + +2I - +SO 4 2-.
(4) Constante de ionización K a de H 2 SO 3 =[c(HSO 3 - )·c(H + )]/c(H 2 SO 3 )=1×10 -2 mol· L -1 , la constante del producto iónico del agua KW =c (H + ) · c (OH - ) = 1×10 -14 mol 2 ·L -2 , en resumen, Ka = [c (HSO 3 - ) · KW ]/[c (H 2 SO 3 )·c (OH - )]. La reacción de hidrólisis de HSO 3 - en solución de NaHSO 3 es HSO 3 - +H 2 O H 2 SO 3 +OH -, entonces la constante de equilibrio de hidrólisis K h = [c (H 2 SO 3 )·c (OH - )]/ c (HSO 3 - )=KW /K a = (1×10 -14 mol 2 ·L -2 )/(1×10 -2 mol·L -1 )=1×10 -12 mol·L -1 . Cuando se agrega una pequeña cantidad de I 2 a la solución de NaHSO 3, se produce una reacción redox entre los dos. El c (HSO 3 - ) en la solución disminuye y el grado de hidrólisis del HSO 3 - aumenta. SO 3 )/c (HSO 3 - ) aumentará.
Instrucciones: Conocimiento: constante de equilibrio y tasa de conversión; cambio de equilibrio y factores que influyen; titulación redox y selección de indicadores de la constante de equilibrio de ionización y la constante de equilibrio de hidrólisis. Habilidad: pruebe la capacidad de aplicación integral de los candidatos, la capacidad de análisis y resolución de problemas y la capacidad de cálculo simple de los candidatos. Dificultad de la pregunta: relativamente alta.