Question

【题目】砷(As)是第四周期第ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：

(1)工业上用砷废渣制H3AsO4的反应为：2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S，通常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状，加压通O2氧化。分别分析“制成浆状”、“ 加压通O2”对该反应的影响___________________。

(2)已知：As(s)+ H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) △H1

2As(s)+O2(g)=As2O5(s) △H2

H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H3

则反应As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s) 的△H=______________。

(3)H3AsO3 和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的依度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图1和图2所示。

①以酚酞为指示剂(变色范围pH：8.0～10.0)，将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中，当溶液由无色变为红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为_______________。

②已知H3AsO4的各级电离常数为Ka1、Ka2、Ka3，则Ka2=_______________。

Answer 1

【答案】 制成浆状可以增加反应物接触面积，加快反应速率；加压通O2可以增大O2浓度，加快反应速率，提高砷酸的产率 2△H1-△H2-3△H3 OH-+H3AsO3===H2AsO3-+H2O 1.0×10-7

【解析】（1）制成浆状可以增加反应物接触面积，加快反应速率；加压通O2可以增大O2浓度，加快反应速率，提高砷酸的产率；（2）已知：①As(s)+ H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) △H1 ，②2As(s)+O2(g)=As2O5(s) △H2，③H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H3，由盖斯定律可求出总反应的反应热，即2①-②-3③，则△H= 2△H1-△H2-3△H3；（3）①以酚酞为指示剂(变色范围pH：8.0～10.0)，将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中，由图分析可知，H3AsO3转化为H2AsO3-，该过程中主要反应的离子方程式为：OH-+H3AsO3===H2AsO3-+H2O。②已知H3AsO4的Ka2==，由图2分析可知，当pH=7时，c(H2AsO4-)=c(HAsO42-)，所以，Ka2==1.0×10-7。