题目内容
【题目】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____________________(填字母代号)。
a.最高价氧化物对应水化物的酸性:S>P>As 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SO42-,导致砷脱离矿体进入地下水。FeS2被O2氧化的离子方程式为_________________________。
(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。
已知:投料前水样pH=5.81,0.1 mol/L NaClO溶液pH=10.5,溶液中起氧化作用的物质是次氯酸。
研究NaClO投加量对As(Ⅲ)氧化率的影响得到如下结果:
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产生此结果的原因是_________________________。
(5)强阴离子交换柱可以吸附以阴离子形式存在的As(V),从而达到去除As的目的。
已知:一定条件下,As(V)的存在形式如下表所示:
pH | <2 | 2~7 | 7~11 | 11~14 |
存在形式 | H3AsO4 | H2AsO4- | HAsO42- | HAsO42-、AsO43- |
pH=6时,NaClO氧化亚砷酸(H3AsO3)的离子方程式是_____________________。
【答案】
ac 4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8SO42-+16H+ 起氧化作用的物质是次氯酸,NaClO溶液显碱性,当NaClO投加量增大时,NaClO溶液浓度增大,溶液碱性增强,水解程度降低,次氯酸不易生成,所以As(Ⅲ)氧化率降低 HClO+H3AsO3=H2AsO4-+Cl-+2H+
【解析】(1)磷位于第三周期第VA族,原子序数为15,故原子结构示意图为
。
(2)同周期元素随原子序数递增,原子半径减小,元素非金属性增强,最高价氧化物对应水化物的酸性增强;同主族元素随原子序数递增,原子半径增大,元素非金属性减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性减弱;S和P同周期,原子序数S>P;P和As同主族,原子序数As>P,所以最高价氧化物对应水化物的酸性:S>P>As;原子半径:As>P>S;非金属性:S>P>As,故a、c正确,b错误。
(3)由题意,FeS2被O2氧化为Fe(OH)3,同时生成SO42-,根据原子守恒,水应参与反应,故离子方程式为:4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8SO42-+16H+。
(4)由图可得,随着NaClO投加量的增大,As(Ⅲ)氧化率降低,由题意,溶液中起氧化作用的物质是次氯酸,而NaClO溶液显碱性,当投加量大时,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)由已知溶液中起氧化作用的物质是次氯酸,pH=6时,NaClO溶液中生成HClO,又由表中数据可得pH=6时,As(V)的存在形式为H2AsO4-,所以pH=6时NaClO氧化亚砷酸(H3AsO3)的离子方程式是:HClO+H3AsO3=H2AsO4-+Cl-+2H+。