Question

【題目】砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2O3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有著廣泛的用途。回答下列問題：

（1）畫出砷的原子結(jié)構(gòu)示意圖____________。

（2）工業(yè)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(zhì)硫。寫出發(fā)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：As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1

H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2

2As(s)+O2(g) =As2O5(s) ΔH3

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

（4）298 K時，將20 mL 3x mol·L1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L1 I2和20 mL NaOH溶液混合，發(fā)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(guān)系如圖所示。

①下列可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)=y mol·L1

②tm時，v正_____ v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。

③tm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(shù)K為___________。

Answer 1

【答案】 2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S 增加反應物O2的濃度，能夠有效提高As2S3的轉(zhuǎn)化率 2△H1-3△H2-△H3 ac 大于 小于 tm時AsO43-濃度更小，反應速率更慢 K=

【解析】（1）砷是33號元素，原子核外電子排布式[Ar]3d104s24p3，原子結(jié)構(gòu)示意圖正確答案：；

（2）原已知可以得到As2S3+O2→H3AsO4+S，As2S3總共升高10價，得失電子配平得2As2S3+5O2→4H3AsO4+6S，再考慮質(zhì)量守恒，反應前少12H、6O ，所以反應原理為2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S。該反應加壓時，增加反應物O2的濃度，平衡正向移動，能夠有效提高As2S3的轉(zhuǎn)化率；

（3）待求解反應可以由反應①×2-反應②×3-反應③，則△H=2△H1-3△H2-△H3 ；

（4）①a溶液pH不變時，則c（OH-）也保持不變，反應處于平衡狀態(tài)；b 根據(jù)速率關(guān)系，v（I-）/2=v(AsO33-)，則b的等式始終成立，反應不一定處于平衡狀態(tài)；c由于提供的Na3ASO3總量一定，所以c(AsO43-)/c(AsO33-)不再變化時，c(AsO43-)與c(AsO33-)也保持不變，反應處于平衡狀態(tài)；d c(I-)=y mol/L時，即c(AsO43)=c(I-)，事實兩者濃度關(guān)系一定是2c(AsO43)=c(I-)，則此時不是平衡狀態(tài)，故答案：ac。②反應從正反應開始進行，tm時反應繼續(xù)正向進行，v正>v逆。正確答案：大于。③tm時比tn時AsO43-濃度更小，所以逆反應速率也更小，正確答案：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濃度為 ，同理I2濃度為xmol/L，反應達到平衡時，生成c（AsO43-）為ymol/L，則反應生成I-濃度c（I-）=2ymol/L，消耗AsO33-、I2濃度均為ymol/L，平衡時c(AsO33-)為 (x-y) mol/L，c（I2）為（x-y）mol/L，溶液中c(OH-)=1mol/L，K=。