Question

【题目】砷(As)是第四周期第VA族元素，它在自然界中的含量不高，但人类认识它、研究它的历史却很长。

（1）已知H3AsO3是两性偏酸性的化合物，H3AsO3中As的化合价为_____，它与足量硫酸反应时生成盐的化学式为_______________。Na2HAsO3溶液呈碱性，原因是_________________(用离子方程式表示)，该溶液中c(H2AsO3-) _____c(AsO33-)(填”>”、“<”或“=”)。

（2）砷在自然界中主要以硫化物形式(如雄黄As4S4、雌黄As2S3等)存在。

①工业上以雄黄为原料制备砷、鉴定砒霜(As2O3)的原理如下图：

反应a产生的废气直接排放可能带来的环境问题是_______________，请写出反应b的化学方程式：_________________________。

②雌黄可被浓硝酸氧化为H3AsO4与S，硝酸被还原为NO2，反应中还原剂与氧化剂物质的量之比为_________。

③向c(As3+)=0.01mol/L的工业废水中加入FeS固体至砷完恰好完全除去(小于1×10-5mol/L)，则此时c(Fe2+)=_____mol/L。(已知Ksp(As2S3)=1×10-22，Ksp(FeS)=6×10-18)

（3）某原电池装置如右图，电池总反应为AsO43-+2I-+H2OAsO33-+I2+2OH-。

当P池中溶液由无色变成蓝色时，正极上的电极反应式为_______________。当电流计指针归中后向Q池中加入一定量的NaOH，则电子由_____(填“P”或“Q”)池流出。

Answer 1

【答案】（1）+3；As2(SO4)3；HAsO32-+H2O H2AsO3-+OH-；>

（2）① 造成硫酸型酸雨；As2O3+6Zn+6H2SO4= 2AsH3 ↑+ 6ZnSO4+ 3H2O；②1:10；③6×10-14

（3）AsO43-+H2O+2e-= AsO33-+2OH-；Q

【解析】

试题分析：（1）根据正负化合价的代数和为0，H3AsO3中As的化合价为+3价，已知H3AsO3是两性偏酸性的化合物，它与足量硫酸反应时生成盐为As2(SO4)3；Na2HAsO3溶液呈碱性，原因是Na2HAsO3水解程度大于电离程度，故答案为：+3；As2(SO4)3；HAsO32-+H2O H2AsO3-+OH-；>；

（2）①雄黄As4S4中的S元素在空气中煅烧生成As2O3和SO2，因此反应a产生的废气直接排放可能造成酸雨，反应b中As2O3和锌在硫酸存在的条件下反应生成了AsH3 ，反应的化学方程式为As2O3+6Zn+6H2SO4= 2AsH3 ↑+ 6ZnSO4+ 3H2O，故答案为：造成硫酸型酸雨；As2O3+6Zn+6H2SO4= 2AsH3 ↑+ 6ZnSO4+ 3H2O；

②雌黄(As2S3)可被浓硝酸氧化为H3AsO4与S，硝酸被还原为NO2，根据得失电子守恒，反应的方程式为As2S3+10H++10NO3-=2H3AsO4+3S+10NO2↑+2H2O，反应中还原剂与氧化剂物质的量之比为1:10，故答案为：1:10；

③向c(As3+)=0.01mol/L的工业废水中加入FeS固体至砷完恰好完全除去(小于1×10-5mol/L)，c(S2-)===1×10-4 mol/L，c(Fe2+)===6×10-14 mol/L，故答案为：6×10-14；

（3）当P池中溶液由无色变成蓝色时，反应正向进行，且P区发生碘离子的氧化反应，为负极，则正极上的电极反应式为AsO43-+H2O+2e-= AsO33-+2OH- ；当电流计指针归中后向Q池中加入一定量的NaOH，则反应逆向进行，Q池为负极，则电子由Q池流出，故答案为：AsO43-+H2O+2e-= AsO33-+2OH-；Q。