Question

【題目】砷(As)是第四周期第ⅤA族元素，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)工業(yè)上用砷廢渣制H3AsO4的反應(yīng)為：2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S，通常將含砷廢渣(主要成分為As2S3)制成漿狀，加壓通O2氧化。分別分析“制成漿狀”、“ 加壓通O2”對該反應(yīng)的影響___________________。

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

2As(s)+O2(g)=As2O5(s) △H2

H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H3

則反應(yīng)As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s) 的△H=______________。

(3)H3AsO3 和H3AsO4水溶液中含砷的各物種的分布分數(shù)(平衡時某物種的依度占各物種濃度之和的分數(shù))與pH的關(guān)系分別如圖1和圖2所示。

①以酚酞為指示劑(變色范圍pH：8.0～10.0)，將NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中，當溶液由無色變?yōu)榧t色時停止滴加。該過程中主要反應(yīng)的離子方程式為_______________。

②已知H3AsO4的各級電離常數(shù)為Ka1、Ka2、Ka3，則Ka2=_______________。

Answer 1

【答案】 制成漿狀可以增加反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率；加壓通O2可以增大O2濃度，加快反應(yīng)速率，提高砷酸的產(chǎn)率 2△H1-△H2-3△H3 OH-+H3AsO3===H2AsO3-+H2O 1.0×10-7

【解析】（1）制成漿狀可以增加反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率；加壓通O2可以增大O2濃度，加快反應(yīng)速率，提高砷酸的產(chǎn)率；（2）已知：①As(s)+ H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) △H1 ，②2As(s)+O2(g)=As2O5(s) △H2，③H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H3，由蓋斯定律可求出總反應(yīng)的反應(yīng)熱，即2①-②-3③，則△H= 2△H1-△H2-3△H3；（3）①以酚酞為指示劑(變色范圍pH：8.0～10.0)，將NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中，由圖分析可知，H3AsO3轉(zhuǎn)化為H2AsO3-，該過程中主要反應(yīng)的離子方程式為：OH-+H3AsO3===H2AsO3-+H2O。②已知H3AsO4的Ka2==，由圖2分析可知，當pH=7時，c(H2AsO4-)=c(HAsO42-)，所以，Ka2==1.0×10-7。