Question

【题目】在金属冶炼产生的废弃物中，常含有砷元素（与磷同主族），由于有毒需检测与处理。

Ⅰ．冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在，可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水，其工艺流程如下：

已知：①As2S3与过量的S2-存在以下反应：As2S3(s)+3S2-(aq)2AsS33-(aq)；

②亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。

（1）亚砷酸中砷元素的化合价为___；砷酸的第一步电离方程式为__。

（2）“一级沉砷”中FeSO4的作用是___。

（3）“二级沉砷”中H2O2与含砷物质反应的化学方程式为___。沉淀X为___(填化学式)。

Ⅱ．强阴离子交换柱可以吸附以阴离子形态存在的As(V)达到去除As的目的。采用该方法去除水体中的砷时，可选用NaClO将As(Ⅲ)转化为As(V)。

已知：一定条件下，As(V)的存在形式如表所示：

pH	<2	2~7	7~11	11~14
存在形式	H3AsO4	H2AsO4	HAsO42	HAsO42、AsO43

（4）pH=6时，NaClO氧化亚砷酸(H3AsO3)的离子方程式是___。

Ⅲ．冶炼废渣中的砷元素主要以As2S3的形式存在，可用古氏试砷法半定量检测(As的最低检出限为3.0×10-6g)。

步骤1：取10g废渣样品，粉碎后与锌粉混合，加入H2SO4共热，生成AsH3气体。

步骤2：将AsH3气体通入AgNO3溶液中，生成银镜和As2O3。

步骤3：取1g废渣样品，重复上述实验，未见银镜生成（即未能检出）。

（5）请写出步骤2的离子方程式____。

Answer 1

【答案】+3 H3AsO4H++H2AsO4- 沉淀过量的S2-，使As2S3(s)+3S2-(aq)2AsS33-(aq)平衡左移，提高沉砷效果 H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O CaSO4 ClO-+ H3AsO3=H2AsO4+Cl-+H+ 2AsH3+12Ag++3H2O=12Ag+As2O3+12H+

【解析】

Ⅰ．（1）H为+1价，O为-2价，依据化合物中各元素的化合价的代数和为0，可求出As元素的化合价；在第ⅤA族非金属元素形成最高价含氧酸中，磷、砷形成的含氧酸都是弱酸，在水溶液中分步电离。

（2）高浓度含砷废水中加入Na2S后，发生反应As2S3+3S2-2AsS32-，为提高除砷效果，需将产物再次转化为As2S3，加入FeSO4就是为了达到使平衡逆向移动的目的。

（3）“二级沉砷”中H2O2与含砷物质反应，将亚砷酸氧化为砷酸，自身被还原为水。加入氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和砷酸反应生成砷酸钙沉淀，与铁离子反应生成氢氧化铁沉淀，钙离子结合硫酸根离子形成硫酸钙沉淀

（4）pH=6时，NaClO氧化亚砷酸(H3AsO3)生成H2AsO4，ClO-被还原为Cl-。

（5）在酸性环境中，将AsH3气体通入AgNO3溶液中，生成银镜和As2O3，则反应物为AsH3和Ag+，生成物为Ag、As2O3等。

Ⅰ．（1）亚砷酸（H3AsO3）中氢元素+1价，氧元素-2价，化合物中各元素化合价代数和为0，则砷元素的化合价为+3价，第ⅤA族非金属元素形成最高价含氧酸中磷、砷形成的含氧酸都是弱酸，在水溶液中分步电离，电离方程式为：H3AsO4H++H2AsO4-，故答案为：+3；H3AsO4H++H2AsO4-；

（2）“一级沉砷”中FeSO4的作用是除去过量的硫离子，As2S3+3S2-2AsS32-使平衡逆向进行，提高沉砷效果，“二级沉砷”中H2O2与含砷物质发生氧化还原反应，氧化亚砷酸为砷酸；反应的化学方程式为：H2AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O；答案为：沉淀过量的S2-，使As2S3(s)+3S2-(aq)2AsS33-(aq)平衡左移，提高沉砷效果；H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O。

（3）流程分析可知，加入氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和砷酸反应生成砷酸钙沉淀，与铁离子反应生成氢氧化铁沉淀，钙离子结合硫酸根离子形成硫酸钙沉淀，所以沉淀X为CaSO4；答案为：CaSO4。

（4）pH=6时，NaClO氧化亚砷酸(H3AsO3)生成H2AsO4，ClO-被还原为Cl-，反应的离子方程式为ClO-+ H3AsO3=H2AsO4+Cl-+H+；答案为：ClO-+ H3AsO3=H2AsO4+Cl-+H+。

（5）将AsH3气体通入AgNO3溶液中，生成银镜和As2O3，则反应物为AsH3和Ag+，生成物为Ag、As2O3等，溶液为酸性环境。反应的离子方程式为2AsH3+12Ag++3H2O=12Ag

+As2O3+12H+；答案为：2AsH3+12Ag++3H2O=12Ag+As2O3+12H+。