Question

【题目】砷（As）是第33号元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：

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

（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式_________________________________________。该反应需要在加压下进行，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

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

（4）298K时，将20mL3xmol·L-1Na3AsO3、20 mL 3xmol·L-1I2和20mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO33-(aq)+I2+2OH-AsO43-+2I-+H2O。溶液中c(AsO43-) 与反应时间（t）的关系如图所示。

①下列不能判断反应达到平衡的是________（填标号）。

a．溶液的pH不再变化 b．v(I-)=2v(AsO33-)

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

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

③若平衡时溶液的c(OH-)=lmol/L，则该反应的平衡常数K为____________。

Answer 1

【答案】 第四周期第VA族 2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S 增加反应物O2的浓度，提高As2S3的转化速率 △H1-3△H2-△H3 bd < tm时生成物浓度较低 (mol·L-1)-1 （单位不写不扣分）

【解析】(1)砷元素原子序数为33，原子核外有四个电子层，最外层5个电子，在元素周期表中位于第四周期第VA族，故答案为：第四周期第VA族；

(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫，砷元素化合价+3价变化为+5价，反应的化学方程式为2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S，增大压强，可增大反应物O2的浓度，反应速率加快，可以提高As2S3的转化速率，故答案为：2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；增大压强，可增大反应物O2的浓度，提高As2S3的转化速率；

(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，则利用盖斯定律将①-②×3-③可得As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)△H=△H1-3△H2-△H3，故答案为：△H1-3△H2-△H3；

(4)①a．溶液pH不变时，则c(OH-)也保持不变，反应达到平衡状态，故a正确；b．同一个化学反应，速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡，都存在v(I-)=2v(AsO33-)，故b错误；c．c(AsO43-)/c(AsO33-)不再变化，可说明各物质的浓度不再变化，反应达到平衡状态，故c正确；d．由图可知，当c(AsO43-)=ymolL-1时，浓度不再发生变化，则达到平衡状态，由方程式可知此时c(I-)=2ymolL-1，所以c(I-)=ymolL-1时没有达到平衡状态，故d错误；故答案为：bd；

②tm时比tn时AsO43-浓度更小，则逆反应速率更小，故答案为：小于；tm时AsO43-浓度更小，反应速率更慢；

③反应前，三种溶液混合后，Na3AsO3的浓度为3xmol/L×=xmol/L，同理I2的浓度为xmol/L，反应达到平衡时，c(AsO43-)为ymol/L，则反应生成的c(I-)=2ymol/L，消耗的AsO33-、I2的浓度均为ymol/L，平衡时c(AsO33-)=(x-y)mol/L，c(I2)=(x-y)mol/L，溶液中c(OH-)=1mol/L，则K==，故答案为： 。