Question

11．已知砷（As）與氮同主族，廣泛分布于自然界．砷的很多化合物有毒，但有些砷的化合物無毒且有重要用途．請回答下列問題：
（1）砷位于元素周期表第VA族，其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性比NH₃弱（填“強(qiáng)”或“弱”）．
（2）有毒的AsO₃^3-在堿性條件下可與I₂發(fā)生反應(yīng)生成無毒的AsO₄^3-，反應(yīng)的離子方程式為AsO₃^3-+I₂+2OH^-?AsO₄^3-+2I^-+H₂O．
（3）有毒的AsO₃^3-也可通過電解反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒的AsO₄^3-．例如以石墨為電極，電解Na₃AsO₃和H₂SO₄的混合液，陽極的電極反應(yīng)式為AsO₃^3-+H₂O-2e^-=AsO₄^3-+2H⁺，陰極周闈溶液的pH增大（填“增大”或“減小”或“不變“）．
（4）As₂O₃和As₂O₅是砷的兩種常見固態(tài)酸性氧化物，根據(jù)如圖1寫出As₂O₅分解生成As₂O₃的熱化學(xué)方程式：As₂O₅（s）=As₂O₃（s）+O₂（g）△H=+295.4kJ•mol^-1．As₂O₅在加熱過程中發(fā)生分解的失重曲線如圖2所示，已知失重曲線上的a點為樣品失重率為w%時的殘留固體（w%=$\frac{樣品起始質(zhì)量-a點固體質(zhì)量}{樣品起始質(zhì)量}$×100%），若a點殘留固體組成可表示為2As₂O₅•3As₂O₃，則a點樣品失重率w%=8.35%（結(jié)果保留小數(shù)點后二位）．

Answer 1

分析 （1）N與As均為第VA族元素，非金屬性N＞As；
（2）發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成AsO₄^3-、碘離子和水；
（3）陽極As失去電子，陰極消耗氫離子；
（4）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(xué)方程式；a點發(fā)生5As₂O₅$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2As₂O₅•3As₂O₃+3O₂↑，以此計算．

解答 解：（1）N與As均為第VA族元素，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）發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成AsO₄^3-、碘離子和水，離子反應(yīng)為AsO₃^3-+I₂+2OH^-?AsO₄^3-+2I^-+H₂O，故答案為：AsO₃^3-+I₂+2OH^-?AsO₄^3-+2I^-+H₂O；
（3）陽極As失去電子，電極反應(yīng)為AsO₃^3-+H₂O-2e^-=AsO₄^3-+2H⁺；陰極消耗氫離子AsO₄^3-+2H⁺+2e^-=AsO₃^3-+H₂O，則陰極pH增大，
故答案為：AsO₃^3-+H₂O-2e^-=AsO₄^3-+2H⁺；增大；
（4）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(xué)方程式As₂O₅（s）=As₂O₃（s）+O₂（g）△H=+295.4 kJ•mol^-1，
a點發(fā)生5As₂O₅$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2As₂O₅•3As₂O₃+3O₂↑，則a點樣品失重率w%=$\frac{3×32}{5×（75×2+16×5）}$×100%=8.35，
故答案為：As₂O₅（s）=As₂O₃（s）+O₂（g）△H=+295.4 kJ•mol^-1；8.35．

點評 本題考查較綜合，涉及物質(zhì)含量計算、熱化學(xué)反應(yīng)、電解等，為高頻考點，把握反應(yīng)原理、圖象及信息應(yīng)用為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，題目難度不大．