题目内容
【题目】砷()元素广泛的存在于自然界,在周期表中的位置如表。
完成下列填空:
(1)砷元素最外层电子的排布式为______________。
(2)砷化镓()和氮化硼(
)晶体都具有空间网状结构,硬度大。砷化镓熔点为1230℃,
的熔点为3000℃,从物质结构角度解释两者熔点存在差异的原因__________。
(3)亚砷酸盐()在碱性条件下与碘单质反应生成砷酸盐(
),完成反应的离子方程式: ____
+I2+_____ ______。该反应是一个可逆反应,说明氧化还原反应的方向和______有关。
(4)工业上将含有砷酸盐()的废水转化为粗
的工业流程如下:
①写出还原过程中砷酸转化为亚砷酸
的化学方程式: ___________
②“沉砷”是将转化为
沉淀,主要反应有:
i.Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH—(aq)+Q
ii.5Ca2++OH—+3Ca5(AsO4)3OH-Q
沉砷最佳温度是85℃。用化学平衡原理解释温度高于85℃后,随温度升高沉淀率下降的原因___。
【答案】
和
都是原子晶体,原子半径:
,
,则共价键键长:
键
键,键能:
键
键,所以熔点
低于BN 1 2OH—
+2I—+H2O 溶液酸碱性
反应i为放热反应,高于85℃时,平衡向逆反应方向移动,
减小;反应ii中
减小是影响平衡移动的主要因素,所以反应ii平衡也向逆反应方向移动,沉淀率下降
【解析】
(1)As与N同主族,据此判断As在周期表中的位置;
(2) 砷化镓()和氮化硼(
)晶体都具有空间网状结构,硬度大,两者都是原子晶体,原子半径越小,形成的共价键键长越短,共价键键能越大,共价键越稳定,晶体的熔点越高;
(3)碘单质将氧化成
,自身被还原为碘离子,根据化合价升降守恒配平书写方程式;
(4)向工业废水(含)加入石灰乳沉砷得到Ca5(AsO4)3OH沉淀,用稀硫酸溶解沉淀,生成H3AsO4和硫酸钙,通入二氧化硫将H3AsO4还原为H3AsO3,“还原”后加热溶液,H3AsO3分解为As2O3,冷却结晶,过滤,得粗As2O3,据此分析解答。
(1)As在周期表的第4周期第ⅤA族,最外层电子的排布式是4s24p3,故答案为:4s24p3;
(2)砷化镓()和氮化硼(
)晶体都具有空间网状结构,硬度大,砷化与氮化硼属于同种晶体类型,均属于原子晶体,原子半径N<As,B<Ga,故N-B键的键长比As-Ga键的键长短,N-B键的键能更大,更稳定,所以氮化硼的熔点较高,故答案为:GaAs和BN都是原子晶体,原子半径:Ga>B,As>N,则共价键键长:Ga-As键>B-N键,键能:Ga-As键<B-N键,所以熔点GaAs低于BN;
(3)碘单质将氧化成
,As的化合价从+3升到+5,自身被还原为碘离子,碘的化合价从0降到-1,根据化合价升降守恒及溶液的碱性环境,离子方程式为
+I2+2OH—
+2I—+H2O,该反应为可逆反应,说明氧化还原反应的方向和溶液酸碱性有关,故答案为:1;2OH—;
+2I—+H2O;溶液酸碱性;
(4)①“还原”过程中二氧化硫将H3AsO4转化为H3AsO3,反应的化学方程式为:H3AsO4+H2O+SO2=H3AsO3+H2SO4,故答案为:H3AsO4+H2O+SO2=H3AsO3+H2SO4;
②“沉砷”是将砷元素转化为Ca5(AsO4)3OH沉淀,发生的主要反反应:i.Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH—(aq)+Q,ii.5Ca2++OH—+3Ca5(AsO4)3OH-Q,高于85℃后,温度升高,反应i平衡逆向移动,c(Ca2+)下降,反应ii平衡逆向移动,Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降,故答案为:反应i为放热反应,高于85℃时,平衡向逆反应方向移动,c(Ca2+)减小;反应ii中c(Ca2+)减小是影响平衡移动的主要因素,所以反应ii平衡也向逆反应方向移动,沉淀率下降。
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)