Question

6．砷（As）是第四周期VA族元素，可以形成As₂O₃、As₂O₅、H₃AsO₃、H₃AsO₄等化合物，有着广泛的用途．回答下列问题：
（1）画出砷的原子结构示意图．
（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As₂S₃）制成浆状，通入O₂氧化，生成H₃AsO₄和单质硫．写出发生反应的化学方程式2As₂S₃+5O₂+6H₂O=4H₃AsO₄+6S．
（3）298K时，将20mL3mol•L^-1Na₃AsO₃、20mL3mol•L^-1I₂和20mLNaOH溶液混合，发生反应：AsO₄^3-（aq）+I₂（aq）+2OH^-（aq）?AsO₄^3-（aq）++2I^-（aq）+H₂O（I）．溶液中c（AsO₄^3-）与反应时间（t）的关系如图所示．

①下列可判断反应达到平衡的是acd（填标号）．
a．溶液的pH不再变化
b．v（I^-）=2v（AsO₃^3-）
C．$\frac{c（As{O}_{4}^{3-}）}{c（AS{O}_{3}^{3-}）}$）不再变化
d．c（I^-）=2ymol•L^-1
②t_m时，V_正大于V_逆（填“大于”“小于”或“等于”）．
③t_m时V_逆小于t_n时V_逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是tm时AsO₄^3-浓度更小，反应速率更慢．

Answer 1

分析 （1）砷元素原子序数为33，原子核外有四个电子层，最外层5个电子，据此写出原子结构示意图：
（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As₂O₃）制成浆状，通入O₂氧化，生成H₃AsO₄和单质硫，结合氧化还原反应电子守恒和原子守恒书写化学方程式，反应为气体体积减小的反应，增大压强提高反应速率，平衡正向进行，反应效率高；
（3）①达到平衡时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变；
②反应从正反应开始进行，t_m时反应继续正向进行；
③物质的浓度越小，反应速率越慢．

解答 解：（1）砷元素原子序数为33，原子核外有四个电子层，最外层5个电子，原子结构示意图为，故答案为：；
（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As₂O₃）制成浆状，通入O₂氧化，生成H₃AsO₄和单质硫，砷元素化合价+3价变化为+5价，反应的化学方程式为2As₂S₃+5O₂+6H₂O=4H₃AsO₄+6S，
故答案为：2As₂S₃+5O₂+6H₂O=4H₃AsO₄+6S；
（3）①a．溶液pH不变时，则c（OH^-）也保持不变，反应达到平衡状态，故a正确；
b．同一个化学反应，速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡，都存在v（I^-）=2v（AsO₃^3-），故b错误；
c．$\frac{c（As{O}_{4}^{3-}）}{c（AS{O}_{3}^{3-}）}$不再变化，可说明各物质的浓度不再变化，反应达到平衡状态，故c正确；
d．由图可知，当c （AsO₄^3-）=y mol•L^-1时，浓度不再发生变化，则达到平衡状态，由方程式可知此时c（I^-）=2y mol•L^-1，故d正确．
故答案为：acd；
②反应从正反应开始进行，t_m时反应继续正向进行，则v_正 大于 v_逆，
故答案为：大于；
③t_m时比t_n时AsO₄^3-浓度更小，反应速率更慢，则逆反应速率更小，t_m时V_逆 小于t_n时V_逆，
故答案为：小于；tm时AsO₄^3-浓度更小，反应速率更慢．

点评 本题综合考查热化学方程式、化学平衡的计算以及影响因素等知识，侧重考查学生的分析能力、计算能力，注意把握图象的分析以及数据的处理，题目难度中等．