题目内容

18.(1)砷在元素周期表中的位置是ⅤA其气态氢化物的稳定性比NH3弱(填“强”或“弱”)
(2)砷的常见氧化物有As2O3和As2O2,其中As2O2热稳定性差,根据图1写出As2O2分解为As2O3的热化学方程式As2O5(s)=As2O3(s)+O2(g)△H=+295.4kJ•mol-1
(3)砷酸盐可发生如下反应:AsO43-+2I-+2H+?AsO33-+I2+H2O.图2装置中,C1,C2是石墨电极.
①A中盛有棕色的KI和I2的混合溶液,B中盛有无色的Na2AsO2和Na2AsO3的混合溶液,当连接开关K,并向B中滴加浓盐酸时发现灵敏电流计G的指针向右偏转.此时C2上发生的电极反应是AsO43-+2H++2e-=AsO33-+H2O.
②一段时间后,当电流计指针回到中间“0”位时,再向B中滴加过量浓NaOH溶液,可观察到电流计指针向左偏(填“不动”、“向左偏”或“向右偏”).
(4)利用(3)中反应可测定含As2O5和As2O3的试样中的各组分含量(所含杂质对测定无影响),过程如下:
①将试样溶于NaOH溶液,得到含AsO43-和AsO33-的混合溶液,As2O5与NaOH溶液反应的离子方程式是As2O5+6OH-═2AsO43-+3H2O.
②上述混合液用0.02500mol•L-1的I2溶液滴定,消耗I2溶液20.00mL,滴定完毕后,使溶液呈酸性,加入过量的KI,析出的I2又用0.1000mol•L-1的Na2S2O3溶液滴定,消耗Na2S2O3溶液30.00mL.列式计算试样中As2O5的质量为0.115.

分析 (1)最外层有5个电子,由同主族位置和元素周期律可知,非金属性N>As;
(2)As2O5分解为As2O3需要吸收的热量为-619kJ/mol-(-914.6kJ/mol)=+295.4 kJ•mol-1,以此书写热化学方程式;
(3)①发生AsO43-+2I-+2H+?AsO33-+I2+H2O,C1棒为负极,发生2I--2e-=I2,C2为正极发生还原反应;
②向B中滴加过量浓NaOH溶液,发生AsO33-+I2+2OH-?AsO43-+2I-+H2O,C2棒为负极,电子由负极流向正极;
(4)①根据As2O5与NaOH溶液反应生成盐和水书写离子方程式;
②上述混合液用0.02500mol•L-1的I2溶液滴定,消耗I2溶液20.00mL,根据AsO33-+I2+H2O═AsO43-+2I-+2H+反应,则消耗AsO33-的物质的量为0.02500mol•L-1×20.00×10-3L=5×10-4mol,新生成的AsO43-的物质的量也为5×10-4mol;设原As2O5 的物质的量:x,由As2O5 $\stackrel{NaOH}{→}$2AsO43-,则由As2O5 与氢氧化钠反应生成的AsO43-的物质的量为2x,后又加入过量的KI,又发生AsO42-+2I-+2H+═AsO32-+I2+H2O,析出的I2又用0.1000mol•L-1的Na2S2O3溶液滴定,发生反应为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6,消耗Na2S2O3溶液30.00mL,所以有AsO43-~I2~2Na2S2O3,据消耗的Na2S2O3计算.

解答 解:(1)最外层有5个电子,则As位于第ⅤA族,由同主族位置和元素周期律可知,非金属性N>As,则As的气态氢化物的稳定性比NH3弱,故答案为:ⅤA;弱;
(2)由图象可知,As2O5分解为As2O3需要吸收的热量为-619kJ/mol-(-914.6kJ/mol)=+295.4 kJ•mol-1,则热化学方程式As2O5(s)=As2O3(s)+O2(g)△H=+295.4 kJ•mol-1,故答案为:As2O5(s)=As2O3(s)+O2(g)△H=+295.4 kJ•mol-1
(3)①B中滴加浓盐酸时发生AsO43-+2I-+2H+?AsO33-+I2+H2O,A中C1棒为负极,发生2I--2e-=I2,C2为正极发生还原反应,电极反应为AsO43-+2H++2e-=AsO33-+H2O,
故答案为:AsO43-+2H++2e-=AsO33-+H2O;
②向B中滴加过量浓NaOH溶液,发生AsO33-+I2+2OH-?AsO43-+2I-+H2O,C2棒为负极,电子由负极流向正极,可观察到电流计指针向左偏,故答案为:向左偏;
(4)①因为As2O5为碱性氧化物,与NaOH溶液反应生成盐和水,所以离子方程式为:As2O5+6OH-═2AsO43-+3H2O,故答案为:As2O5+6OH-═2AsO43-+3H2O;
②上述混合液用0.02500mol•L-1的I2溶液滴定,消耗I2溶液20.00mL,根据AsO33-+I2+H2O═AsO43-+2I-+2H+反应,则消耗AsO33-的物质的量为0.02500mol•L-1×20.00×10-3L=5×10-4mol,新生成的AsO43-的物质的量也为5×10-4mol;设原As2O5 的物质的量:x,由As2O5 $\stackrel{NaOH}{→}$2AsO43-,则由As2O5 与氢氧化钠反应生成的AsO43-的物质的量为2x,后又加入过量的KI,又发生AsO42-+2I-+2H+═AsO32-+I2+H2O,析出的I2又用0.1000mol•L-1的Na2S2O3溶液滴定,发生反应为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6,消耗Na2S2O3溶液30.00mL,
所以有AsO43-~I2~2Na2S2O3
       1              2
2x+5×10-4     0.1×30×10-3    解得:x=0.0005 mol
m(As2O5)=0.0005×230=0.115 g
故答案为:0.115.

点评 本题考查较综合,涉及元素的位置及元素周期律、热化学方程式、原电池的工作原理等,注重高考高频考点的考查,侧重学生分析能力及知识迁移应用能力的考查,(4)为解答的难点,题目难度中等.

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