题目内容

【题目】砷(As)是第四周期ⅤA族元素,可以形成As2O3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题:

(1)画出砷的原子结构示意图____________

(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式________。该反应需要在加压下进行,原因是________

(3)已知:As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1

H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2

2As(s)+O2(g) =As2O5(s) ΔH3

则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =_________

(4)298 K时,将20 mL 3x mol·L1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L1 I2和20 mL NaOH溶液混合,发生反应:AsO33(aq)+I2(aq)+2OH AsO43(aq)+2I(aq)+ H2O(l)。溶液中c(AsO43)与反应时间(t)的关系如图所示。

①下列可判断反应达到平衡的是__________(填标号)。

a.溶液的pH不再变化

b.v(I)=2v(AsO33)

c. c (AsO43)/c (AsO33)不再变化

d. c(I)=y mol·L1

tm时,v_____ v(填“大于”“小于”或“等于”)。

tmv_____ tnv(填“大于”“小于”或“等于”),理由是_____________

④若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K___________

【答案】 2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S 增加反应物O2的浓度,能够有效提高As2S3的转化率 2△H1-3△H2-△H3 ac 大于 小于 tm时AsO43-浓度更小,反应速率更慢 K=

【解析】(1)砷是33号元素,原子核外电子排布式[Ar]3d104s24p3,原子结构示意图正确答案:

(2)原已知可以得到As2S3+O2→H3AsO4+S,As2S3总共升高10价,得失电子配平得2As2S3+5O2→4H3AsO4+6S,再考虑质量守恒,反应前少12H、6O ,所以反应原理为2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S。该反应加压时,增加反应物O2的浓度,平衡正向移动,能够有效提高As2S3的转化率;

(3)待求解反应可以由反应①×2-反应②×3-反应③,则△H=2△H1-3△H2-△H3

(4)①a溶液pH不变时,则c(OH-)也保持不变,反应处于平衡状态;b 根据速率关系,v(I-)/2=v(AsO33-),则b的等式始终成立,反应不一定处于平衡状态;c由于提供的Na3ASO3总量一定,所以c(AsO43-)/c(AsO33-)不再变化时,c(AsO43-)与c(AsO33-)也保持不变,反应处于平衡状态;d c(I-)=y mol/L时,即c(AsO43)=c(I-),事实两者浓度关系一定是2c(AsO43)=c(I-),则此时不是平衡状态,故答案:ac。②反应从正反应开始进行,tm时反应继续正向进行,v>v。正确答案:大于。③tm时比tn时AsO43-浓度更小,所以逆反应速率也更小,正确答案:小于、tm时AsO43浓度更小,反应速率更慢。④反应前,三种溶液混合后,Na3ASO3浓度为 ,同理I2浓度为xmol/L,反应达到平衡时,生成c(AsO43-)为ymol/L,则反应生成I-浓度c(I-)=2ymol/L,消耗AsO33-、I2浓度均为ymol/L,平衡时c(AsO33-)为 (x-y) mol/L,c(I2)为(x-y)mol/L,溶液中c(OH-)=1mol/L,K=

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