Question

【題目】砷（As）是第33號元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有著廣泛的用途。回答下列問題：

（1）砷在元素周期表中的位置是__________________________。

（2）工業上常將含砷廢渣（主要成分為As2S3）制成漿狀，通入O2氧化，生成H3AsO4和單質硫。寫出發生反應的化學方程式_________________________________________。該反應需要在加壓下進行，原因是__________________________。

（3）已知：2As(s)+3H2(g)+4O2(g)=2H3AsO4(s)△H1

H2(g)+ O2(g)=H2 O(l) △H2

2As(s)+ O2(g) =As2O5(s)△H3

則反應 As2O5(s) +3H2O(1)= 2H3AsO4(s)的△H=____________。

（4）298K時，將20mL3xmol·L-1Na3AsO3、20 mL 3xmol·L-1I2和20mL NaOH溶液混合，發生反應：AsO33-(aq)+I2+2OH-AsO43-+2I-+H2O。溶液中c(AsO43-) 與反應時間（t）的關系如圖所示。

①下列不能判斷反應達到平衡的是________（填標號）。

a．溶液的pH不再變化 b．v(I-)=2v(AsO33-)

c．c(AsO43-)/c(AsO33-)不再變化 d．c(I-)=ymol·L-1

②tm時v逆 ______tn時v逆（填“＞”“＜”或“=”），理由是_____________。

③若平衡時溶液的c(OH-)=lmol/L，則該反應的平衡常數K為____________。

Answer 1

【答案】 第四周期第VA族 2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S 增加反應物O2的濃度，提高As2S3的轉化速率 △H1-3△H2-△H3 bd < tm時生成物濃度較低 (mol·L-1)-1 （單位不寫不扣分）

【解析】(1)砷元素原子序數為33，原子核外有四個電子層，最外層5個電子，在元素周期表中位于第四周期第VA族，故答案為：第四周期第VA族；

(2)工業上常將含砷廢渣(主要成分為As2S3)制成漿狀，通入O2氧化，生成H3AsO4和單質硫，砷元素化合價+3價變化為+5價，反應的化學方程式為2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S，增大壓強，可增大反應物O2的濃度，反應速率加快，可以提高As2S3的轉化速率，故答案為：2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；增大壓強，可增大反應物O2的濃度，提高As2S3的轉化速率；

(3)已知：①2As(s)+3H2(g)+4O2(g)=2H3AsO4(s)△H1，②H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H2，③2As(s)+ O2(g)=As2O5(s)△H3，則利用蓋斯定律將①-②×3-③可得As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)△H=△H1-3△H2-△H3，故答案為：△H1-3△H2-△H3；

(4)①a．溶液pH不變時，則c(OH-)也保持不變，反應達到平衡狀態，故a正確；b．同一個化學反應，速率之比等于化學計量數之比，無論是否達到平衡，都存在v(I-)=2v(AsO33-)，故b錯誤；c．c(AsO43-)/c(AsO33-)不再變化，可說明各物質的濃度不再變化，反應達到平衡狀態，故c正確；d．由圖可知，當c(AsO43-)=ymolL-1時，濃度不再發生變化，則達到平衡狀態，由方程式可知此時c(I-)=2ymolL-1，所以c(I-)=ymolL-1時沒有達到平衡狀態，故d錯誤；故答案為：bd；

②tm時比tn時AsO43-濃度更小，則逆反應速率更小，故答案為：小于；tm時AsO43-濃度更小，反應速率更慢；

③反應前，三種溶液混合后，Na3AsO3的濃度為3xmol/L×=xmol/L，同理I2的濃度為xmol/L，反應達到平衡時，c(AsO43-)為ymol/L，則反應生成的c(I-)=2ymol/L，消耗的AsO33-、I2的濃度均為ymol/L，平衡時c(AsO33-)=(x-y)mol/L，c(I2)=(x-y)mol/L，溶液中c(OH-)=1mol/L，則K==，故答案為： 。