Question

硫酸工厂尾气处理时用NaOH溶液吸收SO 2 生成NaHSO 3 ，再用NaIO 3 按下列反应（配平）来制取单质I 2 。Na

硫酸工厂尾气处理时用NaOH溶液吸收SO 2 生成NaHSO 3 ，再用NaIO 3 按下列反应（配平）来制取单质I 2 。NaIO 3 来源于自然界的矿物。 ① NaIO 3 + NaHSO 3 — NaI + Na 2 SO 4 + H 2 SO 4 ② IO 3 － ＋I － ＋H ＋ —I 2 ＋H 2 O（1）配平上述反应（2）在含5molNaHSO 3 的溶液中逐滴加入NaIO 3 溶液。请计算开始产生单质I 2 及产生单质I 2 最大值时所滴入的NaIO 3 的物质的量各是多少？（3）25℃时，H 2 SO 3 HSO 3 - + H + 的电离常数K a = 1×10 -2 mol/L，则该温度下NaHSO 3 的水解平衡常数K h = mol/L，若向NaHSO 3 溶液中加入少量的I 2 ，则溶液中 将 （填“增大”“减小”或“不变”，下同）； 加入少量NaOH溶液， 的值 ；加入少量水，水的电离程度将 。

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Answer 1

（1）2NaIO 3 + 6NaHSO 3 ＝2NaI + 3Na 2 SO 4 + 3H 2 SO 4       IO 3 － ＋5I － ＋6H ＋ = 3I 2 ＋3H 2 O （2）5/3mol   2mol   （3）1.0×10 -12 ，增大，增大，增大

试题分析：（1）这两个反应均为氧化还原反应，要符合电子守恒和原子守恒。对第二个反应来说，是离子反应，还要符合电荷守恒。配平后的方程式为：2NaIO 3 + 6NaHSO 3 ＝2NaI + 3Na 2 SO 4 + 3H 2 SO 4   IO 3 － ＋5I － ＋6H ＋ = 3I 2 ＋3H 2 O （2）开始产生I 2 时，第一个反应恰好完成，第二个反应刚刚开始。有方程式2NaIO 3 + 6NaHSO 3 ＝2NaI + 3Na 2 SO 4 + 3H 2 SO 4 可知：n(NaIO 3 ):n(NaHSO 3 )=2:6=1:3,所以n(NaIO 3 )="1/3" n(NaHSO 3 ) = 1/3×5mol=5/3mol.产生单质I 2 最大值时第一个反应产生的I - 完全发生第二个反应。n(I - )= 1/3n(NaHSO 3 )= 5/3 mol,发生第二个反应消耗的NaIO 3 的物质的量为n(NaIO 3 )=1/5×5/3mol=1/3mol.所以一共消耗的的NaIO 3 的物质的量为n(NaIO 3 )= 5/3mol+1/3mol=2mol.（3） H 2 SO 3  HSO 3 - + H + 的电离常数K a = {C(H + )·C(HSO 3 - )} ÷C(H 2 SO 3 )= 1×10 -2 mol/L; NaHSO 3 的水解平衡为HSO 3 - +H 2 O H 2 SO 3 + OH - 。水解平衡常数K h =" {" C(OH - )·C(H 2 SO 3 )}÷{ C(HSO 3 - )·C(H 2 O)}. K a ·K h = {C(H + )·C(OH - )}÷C(H 2 O). K h = {C(H + )·C(OH - )} ÷{C(H 2 O)·K a } =1.0×10 -14 ÷1.0×10 -2 =1.0×10 -12 . 若向NaHSO 3 溶液中加入少量的I 2 ，会发生反应：H 2 SO 3 + I 2 ＋H 2 O= H 2 SO 4 + 2HI；使平衡H 2 SO 3  HSO 3 - + H + 向逆反应方向移动，则溶液中 将增大。若加入少量NaOH溶液，由于发生反应：H + +OH - = H 2 O，使平衡HSO 3 - SO 3 2- + H + 向正反应方向移动， 的值增大。若加入少量水，盐的水解程度增大，使水的电离程度也增大。