Question

【题目】砷及其化合物与生产、生活密切相关，广泛应用在杀虫剂以及药物中，回答下列问题：

（1）砷是第四周期ⅤA族元素。下列关于第ⅤA族元素及其化合物的说法不正确的是______（填序号）。

a．沸点： b．酸性：

c．的氧化物的水化物是强碱 d．形成的简单离子半径随着原子序数递增而增大

（2）工业生产中常用“古氏试砷法”检验微量砷，其反应原理为：

①将含砷化合物转化为具有极强还原性的；

②与溶液反应产生与另一种固体，该反应的离子方程式为____。

（3）砷酸可用于制造杀虫剂、药物。溶于稀硝酸中可得砷酸，此反应的化学方程式为________。

（4）利用单质铁处理水体砷污染的原理为：单质铁在水体中被氧化腐蚀得到水合氧化铁[和]，吸附沉降砷的化合物。在其它条件一定时，调节水样的，得到除砷效率曲线如图所示。

①请解释水样酸性较强时，除砷效率较低的原因是______________。

②国家饮用水标准规定水中砷的含量应低于。某水样中含砷总浓度为，若控制水样的，出水后的砷浓度______（填“能”或“否”）达到饮用水标准。

（5）反应 。在容积为的密闭容器中进行。起始时和均为。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。

①实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率______（保留两位有效数字）。

②与实验a相比，其他两组改变的实验条件是：b______、c________。

③用表示开始时总压强，表示平衡时总压强，表示的平衡转化率，则的表达式为____。

Answer 1

【答案】c 酸性较强时，不易生成水合氧化铁，吸附能力下降，除砷效率低 能 使用催化剂 升高温度 ％[或％]

【解析】

（1）根据元素周期律，用同主族元素性质的递变规律解答；

（2）AsH3被氧化，生成物中有另一种固体，则AgNO3中的Ag+被还原为Ag，根据氧化还原反应的配平原则配平即可；

（3）由题中As2O3溶于稀硝酸中可得砷酸，As的化合价升高，被氧化，则HNO3被还原，由此可写出反应方程式；

（4）①单质铁处理水体砷污染的原理是：单质铁在水体中被氧化腐蚀得到水合氧化铁，水合氧化铁吸附沉降砷的化合物，结合水合氧化铁的组成分析；

②由图可以看出，当pH=6时，As的去除率为80，此时溶液中剩余As为20，当水未处理时，水样中含砷总浓度为100μg·L -1，若控制水样的pH=6，水中剩余的As为100μg·L -1=0.02mg/L，据此判断；

（5）①依据起始时，AX3和X2均为0.2mol,结合压强变化求算出AX3的变化量，就可得v(AX5)；

②根据图中曲线的变化，结合反应的特点，可以得出结论；

③依据反应前后压强的变化，通过列三行式，求算；

（1）N、P、As处于同主族，按N、P、As的顺序，原子序数递增，依据同主族元素随原子序数递增，非金属性递减，可知非金属性NPAs。

a.因为NH3分子间存在氢键，而PH3分子间无氢键，所以：沸点NH3PH3，故a正确；

b.元素的非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，所以：酸性HNO3H3AsO4，故b正确；

c. As是非金属元素，所以其氧化物的水化物不可能是强碱，故c错误；

d.同主族元素，原子序数递增，电子层数递增，原子半径递增，形成的简单离子的半径也是递增的，故d正确；

本题答案为c。

（2）由分析可知，反应的离子方程式为：2AsH312Ag+3H2O=As2O312H+12Ag，本题答案为：2AsH312Ag+3H2O=As2O312H+12Ag。

（3）由题中As2O3溶于稀硝酸中可得砷酸，As的化合价升高，被氧化，则HNO3被还原，所以As2O3溶于稀硝酸中可得砷酸，反应的化学方程式为3As2O34HNO37H2O=6H3AsO44NO；本题答案为：3As2O34HNO37H2O=6H3AsO44NO。

（4）①单质铁处理水体砷污染的原理是：单质铁在水体中被氧化腐蚀得到水合氧化铁，水合氧化铁吸附沉降砷的化合物，若酸性较强，单质铁容易被腐蚀，不易生成水合氧化铁，吸附能力下降，除砷效率低；本题答案为：酸性较强时，不易生成水合氧化铁，吸附能力下降，除砷效率低。

②由图可以看出，当pH=6时，As的去除率为80，此时溶液中剩余As为20，当水未处理时，水样中含砷总浓度为100μg·L -1，若控制水样的pH=6，水中剩余的As为100μg·L -1=0.02mg/L0.05mg/L，能达到饮用水标准；本题答案为：能。

（5）①起始时AX3和X2均为0.2mol，即n0=0.4mol，总压强为160KPa，平衡时总压强为120KPa，设平衡时总物质的量为n，根据压强之比等于物质的量之比有n=0.30mol。根据反应进行如下计算： 设生成AX5的量为x，，则（0.20-x）+（0.20-x）+x=0.30，x=0.10，所以实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v（AX5）=mol/(L·min)=1.7×10-4 mol/(L·min)，本题答案为：1.7×10-4 mol/(L·min)。

②对于曲线b，反应速率增大，缩短了达到平衡的时间，而平衡并未移动，由此可知与实验a相比，b加入了催化剂，对于曲线c，和实验a相比，反应速率加快，但平衡向逆反应方向移动，反应容器的容积和起始物质的量未改变，但起始总压强增大，所以是温度升高；本题答案为：催化剂，升高温度。

③用P0表示开始时总压强，P表示平衡时总压强，a表示AX3的平衡转化率，设平衡时总物质的量为n,根据压强之比等于物质的量之比有：P0/P=0.4/n，n=0.4P/P0，据反应进行如下计算：

AX3(g)X2(g) AX5(g)

起始（mol） 0.2 0.2 0

变化(mol) X X X

平衡(mol) 0.2-X 0.2-X X

则（0.2-X）（0.2-X）X=n，X=0.4-n=0.4-0.4，则=2（1-p/p0）；

本题答案为： ％或％。