Question

【題目】砷(As)是第四周期第VA族元素，它在自然界中的含量不高，但人類認識它、研究它的歷史卻很長。

（1）已知H3AsO3是兩性偏酸性的化合物，H3AsO3中As的化合價為_____，它與足量硫酸反應時生成鹽的化學式為_______________。Na2HAsO3溶液呈堿性，原因是_________________(用離子方程式表示)，該溶液中c(H2AsO3-) _____c(AsO33-)(填”>”、“<”或“=”)。

（2）砷在自然界中主要以硫化物形式(如雄黃As4S4、雌黃As2S3等)存在。

①工業(yè)上以雄黃為原料制備砷、鑒定砒霜(As2O3)的原理如下圖：

反應a產(chǎn)生的廢氣直接排放可能帶來的環(huán)境問題是_______________，請寫出反應b的化學方程式：_________________________。

②雌黃可被濃硝酸氧化為H3AsO4與S，硝酸被還原為NO2，反應中還原劑與氧化劑物質(zhì)的量之比為_________。

③向c(As3+)=0.01mol/L的工業(yè)廢水中加入FeS固體至砷完恰好完全除去(小于1×10-5mol/L)，則此時c(Fe2+)=_____mol/L。(已知Ksp(As2S3)=1×10-22，Ksp(FeS)=6×10-18)

（3）某原電池裝置如右圖，電池總反應為AsO43-+2I-+H2OAsO33-+I2+2OH-。

當P池中溶液由無色變成藍色時，正極上的電極反應式為_______________。當電流計指針歸中后向Q池中加入一定量的NaOH，則電子由_____(填“P”或“Q”)池流出。

Answer 1

【答案】（1）+3；As2(SO4)3；HAsO32-+H2O H2AsO3-+OH-；>

（2）① 造成硫酸型酸雨；As2O3+6Zn+6H2SO4= 2AsH3 ↑+ 6ZnSO4+ 3H2O；②1:10；③6×10-14

（3）AsO43-+H2O+2e-= AsO33-+2OH-；Q

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)正負化合價的代數(shù)和為0，H3AsO3中As的化合價為+3價，已知H3AsO3是兩性偏酸性的化合物，它與足量硫酸反應時生成鹽為As2(SO4)3；Na2HAsO3溶液呈堿性，原因是Na2HAsO3水解程度大于電離程度，故答案為：+3；As2(SO4)3；HAsO32-+H2O H2AsO3-+OH-；>；

（2）①雄黃As4S4中的S元素在空氣中煅燒生成As2O3和SO2，因此反應a產(chǎn)生的廢氣直接排放可能造成酸雨，反應b中As2O3和鋅在硫酸存在的條件下反應生成了AsH3 ，反應的化學方程式為As2O3+6Zn+6H2SO4= 2AsH3 ↑+ 6ZnSO4+ 3H2O，故答案為：造成硫酸型酸雨；As2O3+6Zn+6H2SO4= 2AsH3 ↑+ 6ZnSO4+ 3H2O；

②雌黃(As2S3)可被濃硝酸氧化為H3AsO4與S，硝酸被還原為NO2，根據(jù)得失電子守恒，反應的方程式為As2S3+10H++10NO3-=2H3AsO4+3S+10NO2↑+2H2O，反應中還原劑與氧化劑物質(zhì)的量之比為1:10，故答案為：1:10；

③向c(As3+)=0.01mol/L的工業(yè)廢水中加入FeS固體至砷完恰好完全除去(小于1×10-5mol/L)，c(S2-)===1×10-4 mol/L，c(Fe2+)===6×10-14 mol/L，故答案為：6×10-14；

（3）當P池中溶液由無色變成藍色時，反應正向進行，且P區(qū)發(fā)生碘離子的氧化反應，為負極，則正極上的電極反應式為AsO43-+H2O+2e-= AsO33-+2OH- ；當電流計指針歸中后向Q池中加入一定量的NaOH，則反應逆向進行，Q池為負極，則電子由Q池流出，故答案為：AsO43-+H2O+2e-= AsO33-+2OH-；Q。