题目内容

7.中药药剂砒霜(主要成分As2O3,微溶于水)在医疗上用于治疗急性白血病.某课题组以一种含砷精矿石粉(主要成份为As4S4、As2S3、FeS2及其它惰性杂质)为原料制取As2O3,工艺流程简图如下:

回答下列问题:
(1)过程I中所得SO2气体可回收再利用,下列有关SO2用途的说法正确的是AB.
A.工业制硫酸  B.漂白纸张  C.自来水消毒
(2)过程II中发生的反应不是氧化还原反应(填“是”或“不是”).
(3)过程V中系列操作为过滤、洗涤、干燥 (填化学实验基本操作名称).
(4)①过程I中焙烧As2S3的化学反应方程式为2As2S3+9O2$\frac{\underline{\;焙烧\;}}{\;}$2As2O3+6SO2.
②过程IV中生成As2O3的离子反应方程式为2AsO43-+2SO2+2H+=As2O3↓+2SO42-+H2O.
(5)有毒的AsO33-通过电解反应可转化为无毒的AsO43-.用石墨为电极,在强碱性溶液中电解含AsO33-的溶液,阳极的电极反应式为AsO33--2e-+2OH-═AsO43-+H2O.
(6)测定某As2S3粗产品(含As2O5杂质)中As2O3的质量分数的实验过程如下:
a.称取m g粗产品溶解于NaOH溶液,得到含AsO33-、AsO43-的混合溶液l00mL.
b.分别移取25.00mL上述溶液,用0.02500mol•L-1的I2标准溶液进行滴定(I2将AsO33-氧化为AsO43-,淀粉溶液为指示剂).每次滴定开始时液面读数如图一所示,三次滴定结束时,I2标准溶液液面读数如图二〜图四所示.

①描述滴定终点的现象当最后一滴I2标准溶液滴入时,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内溶液颜色不再发生变化.
②粗产品中As2O3的质量分数为$\frac{0.198}{m}×100%$ (用含有m的代数式表示).

分析 含砷精矿石粉(主要成份为As4S4、As2S3、FeS2及其它惰性杂质)为原料制取As2O3,工艺流程:对含砷精矿石粉进行焙烧:2As2S3+9O2$\frac{\underline{\;焙烧\;}}{\;}$2As2O3+6SO2、2As4S4+15O2$\frac{\underline{\;焙烧\;}}{\;}$4As2O3+8SO2、4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;焙烧\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2,将得到的As2O3、Fe2O3加入氢氧化钠溶液碱浸,与氢氧化钠反应生成Na3AsO3溶液,Fe2O3不溶,氧化Na3AsO3溶液为Na3AsO4溶液,将二氧化硫与Na3AsO4溶液混合,加入硫酸调节pH为0,发生反应:2AsO43-+2SO2+2H+=As2O3↓+2SO42-+H2O,得到As2O3悬浊液,经过过滤、洗涤、干燥制得产品,据此分析解答.

解答 解:(1)SO2可用于工业制硫酸,漂白纸张,有毒故不能用来消毒自来水;
故答案为:AB;
(2)过程Ⅱ为6NaOH+As2O3=2Na3AsO3+3H2O,元素的化合价没有升降变化,不是氧化还原反应;
故答案为:不是;
(3)过程V为As2O3悬浊液经过过滤、洗涤、干燥的As2O3的过程;
故答案为:过滤、洗涤、干燥;
(4)①过程I中焙烧As2S3的化学反应方程式为:2As2S3+9O2$\frac{\underline{\;焙烧\;}}{\;}$2As2O3+6SO2;
故答案为:2As2S3+9O2$\frac{\underline{\;焙烧\;}}{\;}$2As2O3+6SO2;
②过程IV为将二氧化硫与Na3AsO4溶液混合,加入硫酸调节pH为0,生成As2O3的反应,离子反应方程式为:2AsO43-+2SO2+2H+=As2O3↓+2SO42-+H2O;
故答案为:2AsO43-+2SO2+2H+=As2O3↓+2SO42-+H2O;
(5)电解时AsO33-变成AsO43-,化合价由+3变为+5,失去2个电子,且为碱性条件,所以阳极反应式为AsO33--2e-+2OH-═AsO43-+H2O;
故答案为:AsO33--2e-+2OH-═AsO43-+H2O;
(6)①I2标准溶液含AsO33-、AsO43-的混合溶液,淀粉做指示剂,终点为:当最后一滴I2标准溶液滴入时,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内溶液颜色不再发生变化;
故答案为:当最后一滴I2标准溶液滴入时,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内溶液颜色不再发生变化;
②三次滴定,I2标准溶液液面读数如图二〜图四所示,分别消耗标准液19.00mL,18.50mL、20.10mL,第二次数据误差较大,舍去,故平均消耗I2标准溶液为20.00mL,根据$\frac{1}{2}$As2O3~AsO33-~I2,则粗产品中As2O3的质量分数为$\frac{0.025mol/L×20×1{0}^{-3}L×\frac{100mL}{25mL}×198g/mol}{m}×100%$=$\frac{0.198}{m}×100%$;
故答案为:$\frac{0.198}{m}×100%$.

点评 本题以物质制备为载体,考查学生对原理的分析理解、物质的分离提纯、氧化还原反应、物质含量测定、实验方案设计、信息获取与迁移运用等,需要学生具备扎实的基础,题目难度中等.

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