题目内容

17．中药在世界医学界越来越受到关注．中药药剂砒霜（主要成分As2O3）可用于治疗急性白血病，为此，砷及其化合物的提取再次引起关注．
（1）As的原子结构示意图为，则其在周期表中的位置是第四周期，VA族．
（2）查文献得知，可以从硫化砷（As2S3）废渣中提取As2O3，提取的工艺流程简图如下：

①碱浸过程中发生的反应不是（填“是”或“不是”）氧化还原反应．
②写出过程Ⅲ的离子方程式2AsO43-+2SO2+2H+═As2O3+2SO42-+H2O，
③过程Ⅲ中，酸性越强，As2O3的产率越高，请解释其原因酸性越强，物质的氧化性或者还原性可能增强；增加氢离子浓度平衡正向移动促进反应的进行，有利于提高As2O3的产率．
（3）可通过电解碱性Na3AsO3溶液生成Na3AsO4，写出阳极反应式AsO33--2e-+2OH-═AsO43-+H2O．
（4）As2S3和HNO3有如下反应：As2S3+10H++10NO3-=2H3AsO4+3S+10NO2↑+2H2O 若生成2mol H3AsO4，则反应中转移电子的数目为6.02×1024，若将该反应所得产物NO2与O2混合后用水吸收全部转化成HNO3，则至少需要氧气56升（标准状况）．

分析 工业上生产As2O3的主要流程：硫化砷废渣碱浸过滤得到Na3AsO3、Na3AsS3的混合物，经氧化脱硫，过滤得到Na3AsO4溶液，再用SO2在PH=0的条件下还原得到固体As2O3产品，
（1）As的原子结构示意图有4个电子层，最外层有5个电子，与N同族，故位于第四周期，VA族；
（2）①判断一个反应是否为氧化还原反应，只要看反应前后是否有元素化合价发生变化，可直接做出判断．
②过程Ⅲ中氧化剂为AsO43-，还原剂为SO2 ，还原产物为As2O3，所以离子方程式为2AsO43-+2SO2+2H+═As2O3+2SO42-+H2O，
③酸性越强，物质的氧化性或者还原性可能增强如浓硫酸的氧化性强于稀硫酸，浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，浓盐酸的还原性强于稀盐酸；增加氢离子浓度，即增加反应物的浓度，平衡正向移动促进反应的进行，有利于提高As2O3的产率，
（3）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，
（4）由As2S3+10H++10NO3-=2H3AsO4+3S+10NO2↑+2H2O 看出As从+3变为+5，S从-2变为0，N从+5变为+4，每生成2mol H3AsO4转移电子10mol，故转移电子的数目为6.02×1024，由4NO2+O2+2H2O=4HNO3可计算出氧气的体积．

解答 解：工业上生产As2O3的主要流程：硫化砷废渣碱浸过滤得到Na3AsO3、Na3AsS3的混合物，经氧化脱硫，过滤得到Na3AsO4溶液，再用SO2在PH=0的条件下还原得到固体As2O3产品，
（1）As的原子结构示意图有4个电子层，最外层有5个电子，位于第四周期，VA族，故答案为：第四周期，VA族；
（2）①判断一个反应是否为氧化还原反应，只要看反应前后是否有元素化合价发生变化，可直接判断此反应不是氧化还原反应，故答案为：不是；
②过程Ⅲ中氧化剂为AsO43-，还原剂为SO2 ，还原产物为As2O3，所以离子方程式为2AsO43-+2SO2+2H+═As2O3+2SO42-+H2O，故答案为：2AsO43-+2SO2+2H+═As2O3+2SO42-+H2O；
③酸性越强，物质的氧化性或者还原性可能增强如浓硫酸的氧化性强于稀硫酸，浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，浓盐酸的还原性强于稀盐酸；增加氢离子浓度，即增加反应物的浓度，平衡正向移动促进反应的进行，有利于提高As2O3的产率，故答案为：酸性越强，物质的氧化性或者还原性可能增强；增加氢离子浓度平衡正向移动促进反应的进行，有利于提高As2O3的产率；
（3）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；
（4）由As2S3+10H++10NO3-=2H3AsO4+3S+10NO2↑+2H2O 看出As从+3变为+5，S从-2变为0，N从+5变为+4，每生成2mol H3AsO4转移电子10mol，故转移电子的数目为6.02×1024，由4NO2+O2+2H2O=4HNO3可计算出氧气的体积为10×$\frac{1}{4}$×22.4L=56L，故答案为：6.02×1024； 56

点评 本题考查原子结构与位置关系，氧化还原反应的判断，氧化还原反应离子方程式，电极反应式的书写，平衡的影响因素，简单的化学计算，氧化还原反应中的电子转移等，难度中等．对氧化还原反应知识要求较高．

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