Question

7．中藥藥劑砒霜（主要成分As₂O₃，微溶于水）在醫(yī)療上用于治療急性白血病．某課題組以一種含砷精礦石粉（主要成份為As₄S₄、As₂S₃、FeS₂及其它惰性雜質(zhì)）為原料制取As₂O₃，工藝流程簡圖如下：

回答下列問題：
（1）過程I中所得SO₂氣體可回收再利用，下列有關(guān)SO₂用途的說法正確的是AB．
A．工業(yè)制硫酸  B．漂白紙張  C．自來水消毒
（2）過程II中發(fā)生的反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)（填“是”或“不是”）．
（3）過程V中系列操作為過濾、洗滌、干燥 （填化學(xué)實驗基本操作名稱）．
（4）①過程I中焙燒As₂S₃的化學(xué)反應(yīng)方程式為2As₂S₃+9O₂$\frac{\underline{\;焙燒\;}}{\;}$2As₂O₃+6SO₂．
②過程IV中生成As₂O₃的離子反應(yīng)方程式為2AsO₄^3-+2SO₂+2H⁺=As₂O₃↓+2SO₄^2-+H₂O．
（5）有毒的AsO₃^3-通過電解反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為無毒的AsO₄^3-．用石墨為電極，在強堿性溶液中電解含AsO₃^3-的溶液，陽極的電極反應(yīng)式為AsO₃^3--2e^-+2OH^-═AsO₄^3-+H₂O．
（6）測定某As₂S₃粗產(chǎn)品（含As₂O₅雜質(zhì)）中As₂O₃的質(zhì)量分數(shù)的實驗過程如下：
a．稱取m g粗產(chǎn)品溶解于NaOH溶液，得到含AsO₃^3-、AsO₄^3-的混合溶液l00mL．
b．分別移取25.00mL上述溶液，用0.02500mol•L^-1的I₂標(biāo)準溶液進行滴定（I₂將AsO₃^3-氧化為AsO₄^3-，淀粉溶液為指示劑）．每次滴定開始時液面讀數(shù)如圖一所示，三次滴定結(jié)束時，I₂標(biāo)準溶液液面讀數(shù)如圖二〜圖四所示．

①描述滴定終點的現(xiàn)象當(dāng)最后一滴I₂標(biāo)準溶液滴入時，溶液由無色變?yōu)樗{色，且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再發(fā)生變化．
②粗產(chǎn)品中As₂O₃的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{0.198}{m}×100%$ （用含有m的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 含砷精礦石粉（主要成份為As₄S₄、As₂S₃、FeS₂及其它惰性雜質(zhì)）為原料制取As₂O₃，工藝流程：對含砷精礦石粉進行焙燒：2As₂S₃+9O₂$\frac{\underline{\;焙燒\;}}{\;}$2As₂O₃+6SO₂、2As₄S₄+15O₂$\frac{\underline{\;焙燒\;}}{\;}$4As₂O₃+8SO₂、4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;焙燒\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，將得到的As₂O₃、Fe₂O₃加入氫氧化鈉溶液堿浸，與氫氧化鈉反應(yīng)生成Na₃AsO₃溶液，F(xiàn)e₂O₃不溶，氧化Na₃AsO₃溶液為Na₃AsO₄溶液，將二氧化硫與Na₃AsO₄溶液混合，加入硫酸調(diào)節(jié)pH為0，發(fā)生反應(yīng)：2AsO₄^3-+2SO₂+2H⁺=As₂O₃↓+2SO₄^2-+H₂O，得到As₂O₃懸濁液，經(jīng)過過濾、洗滌、干燥制得產(chǎn)品，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）SO₂可用于工業(yè)制硫酸，漂白紙張，有毒故不能用來消毒自來水；
故答案為：AB；
（2）過程Ⅱ為6NaOH+As₂O₃=2Na₃AsO₃+3H₂O，元素的化合價沒有升降變化，不是氧化還原反應(yīng)；
故答案為：不是；
（3）過程V為As₂O₃懸濁液經(jīng)過過濾、洗滌、干燥的As₂O₃的過程；
故答案為：過濾、洗滌、干燥；
（4）①過程I中焙燒As₂S₃的化學(xué)反應(yīng)方程式為：2As₂S₃+9O₂$\frac{\underline{\;焙燒\;}}{\;}$2As₂O₃+6SO₂；
故答案為：2As₂S₃+9O₂$\frac{\underline{\;焙燒\;}}{\;}$2As₂O₃+6SO₂；
②過程IV為將二氧化硫與Na₃AsO₄溶液混合，加入硫酸調(diào)節(jié)pH為0，生成As₂O₃的反應(yīng)，離子反應(yīng)方程式為：2AsO₄^3-+2SO₂+2H⁺=As₂O₃↓+2SO₄^2-+H₂O；
故答案為：2AsO₄^3-+2SO₂+2H⁺=As₂O₃↓+2SO₄^2-+H₂O；
（5）電解時AsO₃^3-變成AsO₄^3-，化合價由+3變?yōu)?5，失去2個電子，且為堿性條件，所以陽極反應(yīng)式為AsO₃^3--2e^-+2OH^-═AsO₄^3-+H₂O；
故答案為：AsO₃^3--2e^-+2OH^-═AsO₄^3-+H₂O；
（6）①I₂標(biāo)準溶液含AsO₃^3-、AsO₄^3-的混合溶液，淀粉做指示劑，終點為：當(dāng)最后一滴I₂標(biāo)準溶液滴入時，溶液由無色變?yōu)樗{色，且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再發(fā)生變化；
故答案為：當(dāng)最后一滴I₂標(biāo)準溶液滴入時，溶液由無色變?yōu)樗{色，且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再發(fā)生變化；
②三次滴定，I₂標(biāo)準溶液液面讀數(shù)如圖二〜圖四所示，分別消耗標(biāo)準液19.00mL，18.50mL、20.10mL，第二次數(shù)據(jù)誤差較大，舍去，故平均消耗I₂標(biāo)準溶液為20.00mL，根據(jù)$\frac{1}{2}$As₂O₃～AsO₃^3-～I₂，則粗產(chǎn)品中As₂O₃的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{0.025mol/L×20×1{0}^{-3}L×\frac{100mL}{25mL}×198g/mol}{m}×100%$=$\frac{0.198}{m}×100%$；
故答案為：$\frac{0.198}{m}×100%$．

點評 本題以物質(zhì)制備為載體，考查學(xué)生對原理的分析理解、物質(zhì)的分離提純、氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)含量測定、實驗方案設(shè)計、信息獲取與遷移運用等，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)，題目難度中等．