Question

10．饮用水中含有砷会导致砷中毒，水体中溶解的砷主要以As（Ⅲ）亚砷酸盐和As（Ⅴ）砷酸盐形式存在．
（1）砷与磷为同一主族元素，磷的原子结构示意图为．
（2）根据元素周期律，下列说法正确的是ac．
a．酸性：H₂SO₄＞H₃PO₄＞H₃AsO₄    
 b．原子半径：S＞P＞As
c．非金属性：S＞P＞As
（3）关于地下水中砷的来源有多种假设，其中一种认为是富含砷的黄铁矿（FeS₂）被氧化为Fe（OH）₃，同时生成SO₄^2-，导致砷脱离矿体进入地下水．FeS₂被O₂氧化的离子方程式为4FeS₂+15O₂+14H₂O=4Fe（OH）₃+8SO₄^2-+16H⁺．
（4）去除水体中的砷，可先将As（Ⅲ）转化为As（Ⅴ），选用NaClO可实现该转化．研究NaClO投加量对As（Ⅲ）氧化率的影响得到如下结果：

已知：投料前水样pH=5.81，0.1mol/LNaClO溶液pH=10.5，溶液中起氧化作用的物质是次氯酸．产生此结果的原因是起氧化作用的物质是次氯酸，NaClO溶液为碱性，当加入量大时，溶液碱性增强，NaClO溶液浓度增大，水解程度降低，次氯酸不易生成，所以As（Ⅲ）氧化率降低．
（5）强阴离子交换柱可以吸附以阴离子形态存在的As（Ⅴ）达到去除As的目的．
已知：一定条件下，As（Ⅴ）的存在形式如表所示：

pH	＜2	2～7	7～11	11～14
存在形式	H3AsO4	H2AsO3-	HAsO42-	HAsO42-、AsO43-

pH=6时，NaClO氧化亚砷酸（H₃AsO₃）的离子方程式是HClO+H₃AsO₃ =H₂AsO₄^-+Cl^-+2H⁺．

Answer 1

分析 （1）磷原子核外电子数为15，有3个电子层，由里到外各层电子数为2、8、5；
（2）a．同周期自左而右非金属性增强，最高价氧化物对应水化物酸性增强，同主族自上而下非金属性减弱，最高价氧化物对应水化物酸性减弱；
b．同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径依次增大；
c．同周期自左而右非金属性增强，同主族自上而下非金属性减弱，非金属性：S＞P＞As，故c正确；
故答案为：ac；
（3）FeS₂水溶液中被O₂氧化生成硫酸、氢氧化铁；
（4）图象中曲线变化和溶液浓度越大盐水解程度越小分析；
（5）pH=6时，NaClO溶液中生成HClO，图中分析可知pH=6时As（Ⅴ）的存在形式为H₂AsO₄^-．

解答 解：（1）磷原子核外电子数为15，有3个电子层，由里到外各层电子数为2、8、5，磷原子结构示意图为，故答案为：；
（2）a．同周期自左而右非金属性增强，最高价氧化物对应水化物酸性增强，同主族自上而下非金属性减弱，最高价氧化物对应水化物酸性减弱，酸性：H₂SO₄＞H₃PO₄＞H₃AsO₄，故a正确；
b．同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径依次增大，原子半径：As＞P＞S，故b错误；
c．同周期自左而右非金属性增强，同主族自上而下非金属性减弱，非金属性：S＞P＞As，故c正确；
故答案为：a c；
（3）FeS₂水溶液中被O₂氧化生成硫酸、氢氧化铁，反应的化学方程式为：4FeS₂+15O₂+14H₂O=4Fe（OH）₃+8SO₄^2-+16H⁺，
故答案为：4FeS₂+15O₂+14H₂O=4Fe（OH）₃+8SO₄^2-+16H⁺；
（4）投料前水样pH=5.81，0.1mol/LNaClO溶液pH=10.5，溶液中起氧化作用的物质是次氯酸．产生此结果的原因是：起氧化作用的物质是次氯酸，NaClO溶液为碱性，当加入量大时，溶液碱性增强，NaClO溶液浓度增大，水解程度降低，次氯酸不易生成，所以As（Ⅲ）氧化率降低，
故答案为：起氧化作用的物质是次氯酸，NaClO溶液为碱性，当加入量大时，溶液碱性增强，NaClO溶液浓度增大，水解程度降低，次氯酸不易生成，所以As（Ⅲ）氧化率降低；
（5）pH=6时，NaClO溶液中生成HClO，pH=6时，NaClO氧化亚砷酸（H₃AsO₃）的离子方程式是：HClO+H₃AsO₃ =H₂AsO₄^-+Cl^-+2H⁺，
故答案为：HClO+H₃AsO₃ =H₂AsO₄^-+Cl^-+2H⁺．

点评 本题考查了原子结构、周期表变化规律、化学方程式和离子方程式书写、数据和图象分析方法，掌握基础是解题关键，题目难度中等．