Question

【題目】目前中藥在世界醫(yī)學(xué)界越來越受到關(guān)注。中藥藥劑砒霜(主要成分As2O3)可用于治療急性白血病。工業(yè)上利用酸性高濃度含砷廢水(砷主要以亞砷酸H3AsO3形式存在)提取As2O3的工藝流程如下：

已知：As2S3與過量的S2-存在以下反應(yīng)：As2S3(s)+3S2-(aq)2AsS32-

回答下列問題：

(1)H3AsO3是一種兩性偏酸性的化合物，As元素的化合價為_____________。

(2)“沉砷”中FeSO4的作用是________________________。

(3)“焙燒”過程產(chǎn)生的氣體A的化學(xué)式為____________，檢驗該氣體常用試劑為___________。

(4)調(diào)節(jié)pH=0時，發(fā)現(xiàn)酸性越強(qiáng)，As2O3的產(chǎn)率越高。可能的原因是__________________。獲得As2O3固體，系列操作是________、______、_______。

(5)殘留廢渣中少量砒霜(As2O3)可以用雙氧水氧化成H3AsO4而除去，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:__________________________________。

Answer 1

【答案】+3 與過量的S2-結(jié)合生成FeS沉淀，防止As2S3與S2-結(jié)合生成AsS33-(或與S2-結(jié)合生成FeS沉淀，使平衡左移，提高沉砷效果) SO2 品紅溶液 酸性越強(qiáng)，物質(zhì)的氧化性或者還原性可能增強(qiáng)或增加氫離子濃度，平衡正向移動促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，有利于提高As2O3的產(chǎn)率 過濾 洗滌 干燥 As2O3+2H2O2+H2O=2H3AsO4

【解析】

酸性高濃度含砷廢水加入硫化鈉、硫酸亞鐵，發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生As2S3和FeS，其中硫酸亞鐵可除去過量的硫離子，過濾得到濾渣中含有As2S3和FeS，焙燒濾渣，可生成As2O3、Fe2O3，向其中加入NaOH溶液生成Na3AsO3，Na3AsO3被氧化生成Na3AsO4，生成的氣體為SO2，SO2與Na3AsO4在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成As2O3，以此解答該題。

(1)由于在任何化合物中，所有元素化合價代數(shù)和等于0，在H3AsO3中，H為+1價，O為-2價，所以As元素化合價為+3價；

(2)“沉砷”中FeSO4的作用是與過量的S2-結(jié)合生成FeS沉淀，防止As2S3與S2-結(jié)合生成AsS33-，以提高沉砷效果；

(3)濾渣中含有As2S3和FeS，焙燒濾渣，As、Fe轉(zhuǎn)化為As2O3、Fe2O3，S元素轉(zhuǎn)化為SO2氣體，所以“焙燒”過程產(chǎn)生的氣體A的化學(xué)式為SO2，SO2氣體具有漂白性，可使品紅溶液褪色，所以檢驗該氣體常用試劑為品紅溶液。

(4)調(diào)節(jié)pH=0時，由Na3AsO4與凈化的SO2氣體反應(yīng)制備As2O3的離子方程式為2AsO43-+2SO2+2H+As2O3+2SO42-+H2O，由于溶液酸性越強(qiáng)，溶液中c(H+)越大，化學(xué)平衡正向移動，有利于提高As2O3的產(chǎn)率，且溶液酸性越強(qiáng)，微粒的還原性、氧化性也會越強(qiáng)，使反應(yīng)更容易進(jìn)行；從反應(yīng)體系中獲得As2O3固體，系列操作包括過濾、洗滌、干燥。

(5)As2O3可以與H2O2反應(yīng)H3AsO4，根據(jù)電子守恒、原子守恒，可得反應(yīng)的方程式為：As2O3+2H2O2+H2O=2H3AsO4。