Question

【題目】砷(As)與氮同一主族，As原子比N原子多兩個電子層。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)As的原子序數為______________________。

(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)己知：As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)

H2(g)+O2(g)=H2O(l)

2As(s)+O2(g)=As2O5(s)

則反應As2O5(s)+3 H2O(l)=2 H3AsO4(s)的=______________________。

(4)298K肘，將2OmL 3xmol·L-1 Na3AsO3、20m L3xmol·L-1 I2和20 mL NaOH溶液混合，發生反應：AsO33-(aq)+I2(aq)+2OH- AsO43-(aq) +2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO43-)與反應時間(t)的關系如圖所示。

①下列可判斷反應達到平衡的是_____(填標號)。

a.v(I-)=2v(AsO33-) b.溶液的pH不再變化

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

②tm時，v正____v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。

③) tm時v逆____tn時v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，理由是___________。

④若平衡時溶液的pH=14，則該反應的平衡常數為_____(用x、y表示)。

Answer 1

【答案】33 2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S 加壓反應速率增大，而且平衡右移，可提高生產效率 2△H1-3△H2-△H3 b d 大于 小于 tm時生成物濃度較低

【解析】

（1）同族元素最外層電子數相等，相差兩個電子層，則利用核外電子排布規律作答；

（2）依據氧化還原的規律作答；結合壓強對反應平衡的影響因素分析；

（3）依據蓋斯定律作答；

（4）

（1）砷(As)與氮處于同一主族，As原子比N原子多兩個電子層，原子核外有四個電子層，最外層5個電子，砷元素原子序數為7+8+18 = 33，

故答案為：33；

（2）工業上常將含砷廢渣（主要成分為As2O3）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，可增大反應速率，并使平衡正向移動，增大反應物的轉化率，故答案為：2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；加壓反應速率增大，而且平衡右移，可提高生產效率；

（3）已知：①As（s）+ 3/2H2（g）+2O2（g）=H3AsO4（s）△H1②H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H2③2As（s）+5/2O2（g）=As2O5（s）△H3，則利用蓋斯定律將①×2-②×3-③可得As2O5（s）+3H2O（l）=2H3AsO4（s）△H=2△H1-3△H2-△H3，

故答案為：2△H1-3△H2-△H3；

（4）①a．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-），a項錯誤；

b．溶液pH不變時，則c（OH-）也保持不變，反應達到平衡狀態，b項正確；

c．由圖可知，當c（AsO43-）=y molL-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，c項錯誤；

d．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，d項正確；

故答案為：b d；

②反應從正反應開始進行，tm時反應繼續正向進行，則v正大于v逆，

故答案為：大于；

③tm時比tn時濃度更小，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；

④反應前，三種溶液混合后，Na3AsO3的濃度為3xmol/L×20/(20+20+20) = x mol/L，同理I2的濃度為x mol/L，反應達到平衡時，生產c（AsO43-）為ymol/L，則反應生產的c（I-）= 2y mol/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-）=1 mol/L，則 ，

故答案為：4y3/(x－y)2。