题目内容
【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___。
（2）改变0.1mol·L-1三元弱酸H3AsO4溶液的pH，溶液中的H3AsO4、H2AsO4-、HAsO42-及AsO43-的物质的量分布分数随pH的变化如图所示：
①lgKa1(H3AsO4)=_____。
②用甲基橙作指示剂，用NaOH溶液滴定H3AsO4发生的主要反应的离子方程式为___。
（3）焦炭真空冶炼砷时需加入催化剂，其中部分热化学反应如下：
反应Ⅰ．As2O3(g)+3C(s)
2As(g)+3CO(g) △H1=akJ·mol-1
反应Ⅱ．As2O3(g)+3C(s) 
As4(g)+3CO(g) △H2=bkJ·mol-1
反应Ⅲ．As4(g)4As(g) △H
①△H=____kJ·mol-1（用含a、b的代数式表示）。
②反应中催化剂的活性会因为发生反应Ⅱ（生成As4）而降低，同时存在的反应Ⅲ使As4量减少。相关数据如下表：
反应Ⅱ | 反应Ⅲ | ||
活化能（kJ·mol-1） | 催化剂X | 56 | 75 |
催化剂Y | 37 | 97 | |
由上表判断催化剂X____（填“优于”或“劣于”）Y，理由是_____。
（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“=”）。
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）。
【答案】
-2.2 H3AsO4+OH-═H2AsO4-+H2O 2a-2b 优于 相对于催化剂Y，使用催化剂X时，反应Ⅱ（生成As4）的活化能更大，生成As4的反应速率小，而反应Ⅲ活化能相对较小，消耗As4的反应速率大 > 0.8 8.192×10-2
【解析】
（1）因为As和N位于同主族，AsH3与NH3的电子式类似，即AsH3的电子式为
；
（2）①H3AsO4
H2AsO4－＋H＋，Ka1=
，根据图像，当c(H2AsO4－)=c(H3AsO4)时，溶液的pH=2.2，即Ka1=c(H＋)=10－2.2，即pKa1=－2.2；
②甲基橙的变色范围是3.1～4.4，溶液显酸性，根据图像，用甲基橙作指示剂，滴定到终点溶液颜色变化是红色变为橙色，因此与氢氧化钠反应的离子方程式为H3PO4＋OH－=H2PO4－＋H2O；
（3）①反应Ⅲ=反应I×2－反应Ⅱ×2，即△H=(2a－2b)kJ·mol－1；
②催化剂降低活化能，活化能越小，反应速率越快，对比表格数据，相对于催化剂Y，使用催化剂X时，反应Ⅱ（生成As4）的活化能更大，生成As4的反应速率小，而反应Ⅲ活化能相对较小，消耗As4的反应速率大，因此催化剂X优于催化剂Y；
（4）①根据图像，图中所给曲线为平衡线，依据反应方程式，B点达到A点，气体总压的对数值增大，说明反应向正反应方向进行，即v(正)>v(逆)；
②A点气体总压为1kPa，分压等于总压×气体组分物质的量分数，即AsS(g)的分压为1kPa×4/5=0.8kPa，S2(g)的分压为1kPa×1/5=0.2kPa，Kp=p4(AsS)×p(S2)=(0.8)4×0.2=8.192×10－2。
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【题目】某厂废酸主要含硫酸、Fe3+、Fe2+、TiO2+、Al3+ 。利用该废液制备过二硫酸铵[( NH4) 2S2O8]和TiO2的一种工艺流程如下:
已知：i.TiOSO4在热水中易水解生成H2TiO3,相关离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如 下表:
金属离子 | TiO2+ | Fe3+ | Fe2+ | Al3+ |
开始沉淀的pH | 1.2 | 1.9 | 7.0 | 3.2 |
沉淀完全的pH | 2.8 | 3.1 | 9.4 | 4.7 |
ii. pH>7 时,Fe2+部分生成 Fe( Ⅱ)氨络离Fe(NH3)2]2+o
请回答下列问题:
(1)加入适量Fe的作用是________________ .
(2)生成TiO(OH)2的化学方程式为_______________ 。
(3)滤渣I、滤渣II均含有的物质的化学式为_____________ .
(4)加入H2O2的目的是除掉Fe( Ⅱ)氨络离子[Fe(NH3)2]2+,此过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比理论上等于________ (填数值)。
(5)常温下，含硫微粒主要存在形式与pH的关系如下图所示。
用Pt电极电解饱和NH4HSO4溶液制备过二硫酸铵时，为满足在阳极放电的离子主要为 HSO4-，应调节阳极区溶液的pH范围在______之间,其电极反应式为____________ 。
(6)科研人员常用硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]滴定法测定TiO2的纯度，其步骤为： 用足量酸溶解wg 二氧化钛样品，用铝粉做还原剂，过滤、洗涤，将滤液定容为100 mL,取 25.00 mL,以NH4SCN作指示剂，用标准硫酸铁铵溶液滴定至终点，反应原理为: Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+。
①判断滴定终点的方法：________________________ 。
②滴定终点时消耗c mol/L-1 NH4Fe(SO4)2溶液VmL,则TiO2纯度为___________(写岀相关字母表示的代数式)。
【题目】下表中的实验操作不能达到实验目的或得出相应结论的是
选项 | 实验操作 | 实验目的或结论 |
A | 向同pH、同体积的醋酸和盐酸溶液中加入足量镁粉，完全反应后收集H2的体积 | 比较两种酸的电离程度 |
B | 将混有Ca(OH)2杂质的 Mg(OH)2样品放入水中，搅拌，成浆状后，再加入饱和MgCl2溶液，充分搅拌后过滤，用蒸馏水洗净沉淀。 | 除去Mg(OH)2样品中的Ca(OH)2杂质 |
C | 向盛有1mL0.01mol/LAgNO3溶液的试管中滴加5滴0.01mol/L NaCl溶液，有白色沉淀生成，再滴加0.01mol/L NaI溶液，产生黄色沉淀。 | 常温下，Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI) |
D | 室温下，用pH试纸测得：0.1mol/LNa2SO3溶液pH约为10，0.1mol/LNaHSO3溶液pH约为5 | HSO3－结合H+的能力比SO32－的弱 |
A. A B. B C. C D. D
