Question

【题目】砷及其化合物在半导体、农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题：

(1)ASH3的电子式为___；AsH3通入AgNO3溶液中可生成Ag， As2 O3和HNO3，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___。

(2)改变O. 1 mol · L－1三元弱酸H3 AsO4溶液的pH，溶液中的H3 AsO4、H2 AsO4－、HAsO42-以及AsO43-的物质的量分布分数随pH的变化如图所示：

①1gKal ( H3 AsO4)＝___；用甲基橙作指示剂，用NaOH溶液滴定H3 ASO4发生的主要反应的离子方程式为___

②反应H2 AsO4－+AsO43-=2HAsO42-的lgK=_____

(3)焦炭真空冶炼砷的其中两个热化学反应如下：

As2O3(g)+3C(s)=2As(g)+3CO(g) H1=akJ/mol

As2O3(g)+3C(s)=1/2As4(g)+3CO(g) H2=bkJ/mol

则反应4As(g)=As4(g) H=_______kJ/mol(用含a、b的代数式表示)。

(4)反应2As2S3(s)=4AsS(g)+S2(g)达平衡时气体总压的对数值lg(p/kPa)与温度的关系如图所示：

①对应温度下，B点的反应速率v(正) ___v(逆)(填“＞’，’’＜”或“一”)。

②A点处，AsS(g)的分压为___kPa，该反应的Kp＝___kPa5 (Kp为以分压表示的平衡常数)。

Answer 1

【答案】 6：1 —2.2 4.5 2b—2a > 0.8 8.192×10-2

【解析】

（1）ASH3的电子式与氨气类似；AsH3通入AgNO3溶液中可生成Ag，As2O3和HNO3，反应为2AsH3+12AgNO3+3H2O═As2O3+12Ag↓+12HNO3，据此分析；
（2）三元弱酸H3AsO4的三级电离反应为：H3AsO4H++H2ASO4-，H2ASO4-H++HAsO42-，HAsO42-H++AsO43-，
①Kal（H3AsO4）= ，根据图可知，pH=2.2时，c（H2ASO4-）=c（H3AsO4），则Kal（H3AsO4）=c（H+）=10-2.2，可得，用甲基橙作指示剂，用NaOH溶液滴定H3ASO4发生反应生成NaH2ASO4，据此书写；
②同理，Ka2（H2ASO4-）=，pH=7时，c（H2ASO4-）=c（HAsO42-），则Ka2（H2AsO4-）=c（H+）=10-7，Ka3（HAsO42-）=，pH=11.5时，c（HAsO42-）=c（AsO43-），则Ka3（HAsO42-）=c（H+）=10-11.5，
反应H2AsO4-+AsO43-2HAsO42-的K==× = ，据此计算；
（3）已知：Ⅰ、As2O3（g）+3C（s）=2As（g）+3CO（g）△H1= akJmol-1
ⅡAs2O3（g）+3C（s）=As4（g）+CO（g）△H2 = b kJmol-1
根据盖斯定律：Ⅱ×2-Ⅰ×2得反应4As（g）As4（g），据此计算；
（4）①A点达到平衡，B点处气体总压小于平衡时的气压，据此分析；
②A点处，气体总压的对数值lg（p/kPa），则气体总压为1kPa，AsS（g）在气体中体积分数为，由此可得；得出平衡时AsS（g）的分压为和S2（g）的分压，再计算Kp。

（1）ASH3的电子式与氨气类似，电子式为：；AsH3通入AgNO3溶液中可生成Ag，As2O3和HNO3，反应为2AsH3+12AgNO3+3H2O═As2O3+12Ag↓+12HNO3，其实As元素化合价升高被氧化，AsH3为还原剂，Ag元素化合价降低被还原，AgNO3为还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为6：1；
故答案为：；6：1；
（2）三元弱酸H3AsO4的三级电离反应为：H3AsO4H++H2ASO4-，H2ASO4-H++HAsO42-，HAsO42-H++AsO43-，第一步电离为主，
①Kal（H3AsO4）=，根据图可知，pH=2.2时，c（H2ASO4-）=c（H3AsO4），则Kal（H3AsO4）=c（H+）=10-2.2，则1gKal（H3AsO4）=-2.2；用甲基橙作指示剂，用NaOH溶液滴定H3ASO4发生反应生成NaH2ASO4，离子反应为：H3AsO4+OH-=H2ASO4-+H2O；
故答案为：-2.2；H3AsO4+OH-=H2ASO4-+H2O；
②同理，Ka2（H2ASO4-）=，pH=7时，c（H2ASO4-）=c（HAsO42-），则Ka2（H2AsO4-）=c（H+）=10-7，Ka3（HAsO42-）=，pH=11.5时，c（HAsO42-）=c（AsO43-），则Ka3（HAsO42-）=c（H+）=10-11.5，
反应H2AsO4-+AsO43-2HAsO42-的K==× = = =104.5，lgK═4.5；
故答案为：4.5；
（3）已知：Ⅰ、As2O3（g）+3C（s）=2As（g）+3CO（g）△H1=a kJmol-1
ⅡAs2O3（g）+3C（s）=As4（g）+CO（g）△H2=b kJmol-1
根据盖斯定律：Ⅱ×2-Ⅰ×2得4As（g）As4（g）△H=（2b-2a）kJmol-1；
故答案为：2b-2a；
（4）①A点达到平衡，B点处气体总压小于平衡时的气压，说明生成气体比平衡时少，反应正向着正方向生成气体的方向进行，故B点的反应速率v（正）＞v（逆）；
故答案为：＞；
②A点处，气体总压的对数值lg（p/kPa），则气体总压为1kPa，AsS（g）在气体中体积分数为，S2（g）在气体中体积分数为，则AsS（g）的分压为0.8kPa，S2（g）的分压为0.2kPa，Kp=（0.8kPa）4×0.2kPa=8.192×10-2kPa5；
故答案为：0.8；8.192×10-2。