Question

18．（1）砷在元素周期表中的位置是ⅤA其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性比NH₃弱（填“強”或“弱”）
（2）砷的常見氧化物有As₂O₃和As₂O₂，其中As₂O₂熱穩(wěn)定性差，根據圖1寫出As₂O₂分解為As₂O₃的熱化學方程式As₂O₅（s）=As₂O₃（s）+O₂（g）△H=+295.4kJ•mol^-1．
（3）砷酸鹽可發(fā)生如下反應：AsO₄^3-+2I^-+2H⁺?AsO₃^3-+I₂+H₂O．圖2裝置中，C₁，C₂是石墨電極．
①A中盛有棕色的KI和I₂的混合溶液，B中盛有無色的Na₂AsO₂和Na₂AsO₃的混合溶液，當連接開關K，并向B中滴加濃鹽酸時發(fā)現靈敏電流計G的指針向右偏轉．此時C₂上發(fā)生的電極反應是AsO₄^3-+2H⁺+2e^-=AsO₃^3-+H₂O．
②一段時間后，當電流計指針回到中間“0”位時，再向B中滴加過量濃NaOH溶液，可觀察到電流計指針向左偏（填“不動”、“向左偏”或“向右偏”）．
（4）利用（3）中反應可測定含As₂O₅和As₂O₃的試樣中的各組分含量（所含雜質對測定無影響），過程如下：
①將試樣溶于NaOH溶液，得到含AsO₄^3-和AsO₃^3-的混合溶液，As₂O₅與NaOH溶液反應的離子方程式是As₂O₅+6OH^-═2AsO₄^3-+3H₂O．
②上述混合液用0.02500mol•L^-1的I₂溶液滴定，消耗I₂溶液20.00mL，滴定完畢后，使溶液呈酸性，加入過量的KI，析出的I₂又用0.1000mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗Na₂S₂O₃溶液30.00mL．列式計算試樣中As₂O₅的質量為0.115．

Answer 1

分析 （1）最外層有5個電子，由同主族位置和元素周期律可知，非金屬性N＞As；
（2）As₂O₅分解為As₂O₃需要吸收的熱量為-619kJ/mol-（-914.6kJ/mol）=+295.4 kJ•mol^-1，以此書寫熱化學方程式；
（3）①發(fā)生AsO₄^3-+2I^-+2H⁺?AsO₃^3-+I₂+H₂O，C₁棒為負極，發(fā)生2I^--2e^-=I₂，C₂為正極發(fā)生還原反應；
②向B中滴加過量濃NaOH溶液，發(fā)生AsO₃^3-+I₂+2OH^-?AsO₄^3-+2I^-+H₂O，C₂棒為負極，電子由負極流向正極；
（4）①根據As₂O₅與NaOH溶液反應生成鹽和水書寫離子方程式；
②上述混合液用0.02500mol•L^-1的I₂溶液滴定，消耗I₂溶液20.00mL，根據AsO₃^3-+I₂+H₂O═AsO₄^3-+2I^-+2H⁺反應，則消耗AsO₃^3-的物質的量為0.02500mol•L^-1×20.00×10^-3L=5×10^-4mol，新生成的AsO₄^3-的物質的量也為5×10^-4mol；設原As₂O₅ 的物質的量：x，由As₂O₅ $\stackrel{NaOH}{→}$2AsO₄^3-，則由As₂O₅ 與氫氧化鈉反應生成的AsO₄^3-的物質的量為2x，后又加入過量的KI，又發(fā)生AsO₄^2-+2I^-+2H⁺═AsO₃^2-+I₂+H₂O，析出的I₂又用0.1000mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液滴定，發(fā)生反應為I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆，消耗Na₂S₂O₃溶液30.00mL，所以有AsO₄^3-～I₂～2Na₂S₂O₃，據消耗的Na₂S₂O₃計算．

解答 解：（1）最外層有5個電子，則As位于第ⅤA族，由同主族位置和元素周期律可知，非金屬性N＞As，則As的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性比NH₃弱，故答案為：ⅤA；弱；
（2）由圖象可知，As₂O₅分解為As₂O₃需要吸收的熱量為-619kJ/mol-（-914.6kJ/mol）=+295.4 kJ•mol^-1，則熱化學方程式As₂O₅（s）=As₂O₃（s）+O₂（g）△H=+295.4 kJ•mol^-1，故答案為：As₂O₅（s）=As₂O₃（s）+O₂（g）△H=+295.4 kJ•mol^-1；
（3）①B中滴加濃鹽酸時發(fā)生AsO₄^3-+2I^-+2H⁺?AsO₃^3-+I₂+H₂O，A中C₁棒為負極，發(fā)生2I^--2e^-=I₂，C₂為正極發(fā)生還原反應，電極反應為AsO₄^3-+2H⁺+2e^-=AsO₃^3-+H₂O，
故答案為：AsO₄^3-+2H⁺+2e^-=AsO₃^3-+H₂O；
②向B中滴加過量濃NaOH溶液，發(fā)生AsO₃^3-+I₂+2OH^-?AsO₄^3-+2I^-+H₂O，C₂棒為負極，電子由負極流向正極，可觀察到電流計指針向左偏，故答案為：向左偏；
（4）①因為As₂O₅為堿性氧化物，與NaOH溶液反應生成鹽和水，所以離子方程式為：As₂O₅+6OH^-═2AsO₄^3-+3H₂O，故答案為：As₂O₅+6OH^-═2AsO₄^3-+3H₂O；
②上述混合液用0.02500mol•L^-1的I₂溶液滴定，消耗I₂溶液20.00mL，根據AsO₃^3-+I₂+H₂O═AsO₄^3-+2I^-+2H⁺反應，則消耗AsO₃^3-的物質的量為0.02500mol•L^-1×20.00×10^-3L=5×10^-4mol，新生成的AsO₄^3-的物質的量也為5×10^-4mol；設原As₂O₅ 的物質的量：x，由As₂O₅ $\stackrel{NaOH}{→}$2AsO₄^3-，則由As₂O₅ 與氫氧化鈉反應生成的AsO₄^3-的物質的量為2x，后又加入過量的KI，又發(fā)生AsO₄^2-+2I^-+2H⁺═AsO₃^2-+I₂+H₂O，析出的I₂又用0.1000mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液滴定，發(fā)生反應為I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆，消耗Na₂S₂O₃溶液30.00mL，
所以有AsO₄^3-～I₂～2Na₂S₂O₃
       1              2
2x+5×10^-4     0.1×30×10^-3    解得：x=0.0005 mol
m（As₂O₅）=0.0005×230=0.115 g
故答案為：0.115．

點評 本題考查較綜合，涉及元素的位置及元素周期律、熱化學方程式、原電池的工作原理等，注重高考高頻考點的考查，側重學生分析能力及知識遷移應用能力的考查，（4）為解答的難點，題目難度中等．