题目内容

7．对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施之一．
请回答以下问题：
（1）硫酸工厂的酸性废水中砷（As）元素（主要以弱酸H3AsO3形式存在）含量极高，为控制砷的排放，某工厂采用化学沉降法处理含砷废水．
①已知砷是氮的同族元素，比氮原子多2个电子层，砷在元素周期表的位置为第四周期，第ⅤA族，AsH3的稳定性比NH3的稳定性弱（填“强’’或“弱’’）；
②工业上采用硫化法（通常用硫化钠）去除废水中的砷，生成难溶的三硫化二砷，该反应的离子方程式为2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3+6H2O；
（2）砷的常见氧化物有As2O3和As2O5，其中As2O5热稳定性差．根据下图写出As2O5分解为As2O3的热化学方程式：As2O5（s）=As2O3（s）+O2（g）△H=+295.4kJ•mol-1．
（3）砷酸盐可发生如下反应：AsO43-+2I-+2H+?AsO33-+I2+H2O．下图装置中，C1、C2是石墨电极．
①A中盛有棕色的KI和I2的混合溶液，B中盛有无色的Na3AsO4和Na3AsO3的混合溶液，当连接开关K，并向B中滴加浓盐酸时发现灵敏电流计G的指针向右偏转．此时C2上发生的电极反应是AsO43-+2H++2e-=AsO33-+H2O．
②该电池工作时，当外电路转移4NA e-时生成2mol I2．
（4）利用（3）中反应可测定含As2O3和As2O5的试样中的各组分含量（所含杂质对测定无影响），过程如下：
①将试样溶于NaOH溶液，得到含AsO43-和AsO33-的混合溶液．已知：As2O3与NaOH溶液反应生成AsO33-，则As2O5与NaOH溶液反应的离子方程式是As2O5+6OH-═2AsO43-+3H2O；
②上述混合液用0.02500mol•L-1的I2溶液滴定，消耗I2溶液20.00mL．滴定完毕后，使溶液呈酸性，加入过量的KI，析出的I2又用0.1000mol•L-1的Na2S2O3溶液滴定，消耗Na2S2O3溶液30.00mL．（ 已知2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI，MAs=75）试样中As2O5的质量是0.115g．

分析 （1）①根据电子层数=周期数，最外层电子数=族序数来回答；同主族，氰化物的稳定性从上到下逐渐减弱；
②根据信息：硫化钠可以和废水中的砷反应，生成难溶性的三硫化二砷来书写方程式；
（2）As2O5分解为As2O3需要吸收的热量为-619kJ/mol-（-914.6kJ/mol）=+295.4 kJ•mol-1，以此书写热化学方程式；
（3）①发生AsO43-+2I-+2H+?AsO33-+I2+H2O，C1棒为负极，发生2I--2e-=I2，C2为正极发生还原反应；
②根据反应AsO43-+2I-+2H+?AsO33-+I2+H2O，每生成1mol碘单质要转移2mol电子，据此计算；
（4）①根据As2O5与NaOH溶液反应生成盐和水书写离子方程式；
②上述混合液用0.02500mol•L-1的I2溶液滴定，消耗I2溶液20.00mL，根据AsO33-+I2+H2O═AsO43-+2I-+2H+反应，则消耗AsO33-的物质的量为0.02500mol•L-1×20.00×10-3L=5×10-4mol，新生成的AsO43-的物质的量也为5×10-4mol；设原As2O5 的物质的量：x，由As2O5 $\stackrel{NaOH}{→}$2AsO43-，则由As2O5 与氢氧化钠反应生成的AsO43-的物质的量为2x，后又加入过量的KI，又发生AsO42-+2I-+2H+═AsO32-+I2+H2O，析出的I2又用0.1000mol•L-1的Na2S2O3溶液滴定，发生反应为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6，消耗Na2S2O3溶液30.00mL，所以有AsO43-～I2～2Na2S2O3，据消耗的Na2S2O3计算．

解答 解：（1）①As电子层数=周期数=4，最外层电子数=族序数=5，所以As位于第四周期，第ⅤA族，同主族，氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱，所以AsH3的稳定性比NH3的稳定性弱，
故答案为：第四周期，第ⅤA族；弱；
②根据信息：硫化钠可以和废水中的砷反应，生成难溶性的三硫化二砷，据此得到反应的离子方程式为：2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3+6H2O，
故答案为：2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3+6H2O；
（2）由图象可知，As2O5分解为As2O3需要吸收的热量为-619kJ/mol-（-914.6kJ/mol）=+295.4 kJ•mol-1，则热化学方程式As2O5（s）=As2O3（s）+O2（g）△H=+295.4 kJ•mol-1，
故答案为：As2O5（s）=As2O3（s）+O2（g）△H=+295.4 kJ•mol-1；
（3）①B中滴加浓盐酸时发生AsO43-+2I-+2H+?AsO33-+I2+H2O，A中C1棒为负极，发生2I--2e-=I2，C2为正极发生还原反应，电极反应为AsO43-+2H++2e-=AsO33-+H2O，
故答案为：AsO43-+2H++2e-=AsO33-+H2O；
②根据反应AsO43-+2I-+2H+?AsO33-+I2+H2O，每生成1mol碘单质要转移2mol电子，所以当外电路转移4NA e-时生成2mol I2，
故答案为：2；
（4）①因为As2O5为碱性氧化物，与NaOH溶液反应生成盐和水，所以离子方程式为：As2O5+6OH-═2AsO43-+3H2O，
故答案为：As2O5+6OH-═2AsO43-+3H2O；
②上述混合液用0.02500mol•L-1的I2溶液滴定，消耗I2溶液20.00mL，根据AsO33-+I2+H2O═AsO43-+2I-+2H+反应，则消耗AsO33-的物质的量为0.02500mol•L-1×20.00×10-3L=5×10-4mol，新生成的AsO43-的物质的量也为5×10-4mol；设原As2O5 的物质的量：x，由As2O5 $\stackrel{NaOH}{→}$2AsO43-，则由As2O5 与氢氧化钠反应生成的AsO43-的物质的量为2x，后又加入过量的KI，又发生AsO42-+2I-+2H+═AsO32-+I2+H2O，析出的I2又用0.1000mol•L-1的Na2S2O3溶液滴定，发生反应为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6，消耗Na2S2O3溶液30.00mL，
所以有AsO43-～I2～2Na2S2O3
       1              2
2x+5×10-4     0.1×30×10-3   
解得：x=0.0005 mol
m（As2O5）=0.0005×230=0.115 g
故答案为：0.115．

点评 本题考查较综合，涉及元素的位置及元素周期律、热化学方程式、原电池的工作原理等，注重高考高频考点的考查，侧重学生分析能力及知识迁移应用能力的考查，（4）为解答的难点，题目难度中等．

练习册系列答案
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20．按要求写热化学方程式：
（1）已知稀溶液中，1mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H2SO4（aq）=$\frac{1}{2}$Na2SO4（aq）+H2O（l）△H=-57.3kJ/mol
（2）已知下列热化学方程式：
①CH3COOH（l）+2O2（g）═2CO2（g）+2H2O（l）△H1=-870.3kJ/mol
②C（s）+O2（g）═CO2（g）△H2=-393.5kJ/mol
③H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（l）△H3=-285.8kJ/mol
写出由C（s）、H2（g）和O2（g）化合生成CH3COOH（l）的热化学方程式2C（s）+2H2（g）+O2（g）=CH3COOH（l）△H=-488.3kJ/mol．
18．T℃时，在容积为2L的3个恒容密闭容器中发生反应：3A（g）+B（g）?xC（g），按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
容器甲乙丙
反应物投入量3mol A、2mol B6mol A、4mol B2mol C
到达平衡的时间（min）58
A的浓度（mol/L）c1c2
C的体积分数w1w3
混合气体密度（g/L）ρ1ρ2
下列说法正确的是（　　）
A．若x＜4，则2c1＞c2
B．若x=4，则w3=w1
C．无论x的值是多少，均有2ρ1=ρ2
D．容器甲达到平衡所需的时间比容器乙达到平衡所需的时间短
15．某同学进行实验研究时，需要配制1000mL 0.2mol/LNaCl溶液．
（1）经过计算，使用托盘天平应该称量11.7g NaCl固体；
（2）配制溶液时，除了托盘天平、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒外，还需要的仪器有1000 mL容量瓶； 胶头滴管；
（3）配制溶液时，需经过称量、溶解、转移溶液、洗涤、定容、摇匀、装瓶等操作．
下列图示对应的操作规范的是B；
            
A．称量B．溶解C．转移D．摇匀
（4）若配制溶液时，洗干净的容量瓶的刻度线之下残留有少量蒸馏水，则所配溶液的浓度无影响；若摇匀后发现液面低于刻度线，又加入少量蒸馏水与刻度线相平，则所配溶液的浓度偏低．（填偏高、偏低、无影响）
2．室温下，下列电解质溶液叙述正确的是（　　）
A．25℃时若1 mL pH=1的盐酸与100 mL 氨水溶液混合后，溶液的pH=7，则氨水溶液的pH=11
B．将0.2 mol•L-1盐酸与0.1 mol•L-1的KAlO2溶液等体积混合，溶液中离子浓度由小到大的顺序：c（OH-）＜c（H+）＜c（Al3+）＜c（K+）＜c（Cl-）
C．pH相等的①NH4Cl ②（NH4）2SO4 ③NH4HSO4溶液：c（NH4+）大小顺序为②＞①＞③
D．0.1mol/LNaHCO3溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合，所得溶液中：c（Na+）+c（H+）=c（HCO3-）+c（CO32-）+c（OH-）
12．pH的大小，可用来表示溶液的酸碱性的强弱．溶液的碱性越强，pH越大；溶液的酸性越强，pH越小．溶液中H+或OH-离子浓度大于1mol/L时，一般不用pH表示溶液的酸碱性，而直接用C（H+）或C（OH-）的大小表示．测定溶液pH通常可用pH试纸，它是用多种指示剂混合溶液浸制而成．若精确测定溶液pH，则应用pH计．
19．25℃时，下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系错误的是（　　）
A．0.1mol/LCH3COONa与0.1mol/LHCl溶液等体积混合：c（Na+）=c（Cl-）＞c（CH3COO-）＞c（OH-）
B．0.1mol/LNH4Cl与0.1mol/L氨水溶液等体积混合：c（NH3•H2O）＞c（NH4+）＞c（Cl-）＞c（OH-）
C．0.1mol/LNa2CO3与0.1mol/LNaHCO3溶液等体积混合：2c（Na+）=3c（CO32-）+3c（HCO3-）+3c（H2CO3）
D．Na2C2O4溶液与HCl溶液等体积混合（H2C2O4是二元弱酸）：2c（C2O42-）+c（HC2O4-）+c（OH-）+c（Cl-）=c（Na+）+c（H+）
16．关于胶体和溶液的叙述中正确的是（　　）
A．胶体带电荷，而溶液呈电中性
B．胶体加入电解质可产生沉淀，而溶液不能
C．胶体是一种介稳性的分散系，而溶液是一种非常稳定的分散系
D．胶体能够发生丁达尔现象是因为光的反射
17．已知：2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ•mol-1
2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（l）△H=-1 452kJ•mol-1
H+（aq）+OH-（aq）═H2O（l）△H=-57.3kJ•mol-1
下列说法正确的是（　　）
A．H2（g）的燃烧热为571.6 kJ•mol-1
B．0.5H2SO4（aq）+0.5Ba（OH）2（aq）═0.5BaSO4（s）+H2O（l）△H=-57.3 kJ•mol-1
C．同质量的H2（g）和CH3OH（l）完全燃烧，H2（g）放出的热量多
D．3H2（g）+CO2（g）═CH3OH（l）+H2O（l）△H=+131.4 kJ•mol-1

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