Question

【题目】目前中药在世界医学界越来越受到关注。中药药剂砒霜(主要成分As2O3)可用于治疗急性白血病。工业上利用酸性高浓度含砷废水(砷主要以亚砷酸H3AsO3形式存在)提取As2O3的工艺流程如下：

已知：As2S3与过量的S2-存在以下反应：As2S3(s)+3S2-(aq)2AsS32-

回答下列问题：

(1)H3AsO3是一种两性偏酸性的化合物，As元素的化合价为_____________。

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

(3)“焙烧”过程产生的气体A的化学式为____________，检验该气体常用试剂为___________。

(4)调节pH=0时，发现酸性越强，As2O3的产率越高。可能的原因是__________________。获得As2O3固体，系列操作是________、______、_______。

(5)残留废渣中少量砒霜(As2O3)可以用双氧水氧化成H3AsO4而除去，该反应的化学方程式为:__________________________________。

Answer 1

【答案】+3 与过量的S2-结合生成FeS沉淀，防止As2S3与S2-结合生成AsS33-(或与S2-结合生成FeS沉淀，使平衡左移，提高沉砷效果) SO2 品红溶液 酸性越强，物质的氧化性或者还原性可能增强或增加氢离子浓度，平衡正向移动促进反应的进行，有利于提高As2O3的产率 过滤 洗涤 干燥 As2O3+2H2O2+H2O=2H3AsO4

【解析】

酸性高浓度含砷废水加入硫化钠、硫酸亚铁，发生反应产生As2S3和FeS，其中硫酸亚铁可除去过量的硫离子，过滤得到滤渣中含有As2S3和FeS，焙烧滤渣，可生成As2O3、Fe2O3，向其中加入NaOH溶液生成Na3AsO3，Na3AsO3被氧化生成Na3AsO4，生成的气体为SO2，SO2与Na3AsO4在酸性条件下发生氧化还原反应生成As2O3，以此解答该题。

(1)由于在任何化合物中，所有元素化合价代数和等于0，在H3AsO3中，H为+1价，O为-2价，所以As元素化合价为+3价；

(2)“沉砷”中FeSO4的作用是与过量的S2-结合生成FeS沉淀，防止As2S3与S2-结合生成AsS33-，以提高沉砷效果；

(3)滤渣中含有As2S3和FeS，焙烧滤渣，As、Fe转化为As2O3、Fe2O3，S元素转化为SO2气体，所以“焙烧”过程产生的气体A的化学式为SO2，SO2气体具有漂白性，可使品红溶液褪色，所以检验该气体常用试剂为品红溶液。

(4)调节pH=0时，由Na3AsO4与净化的SO2气体反应制备As2O3的离子方程式为2AsO43-+2SO2+2H+As2O3+2SO42-+H2O，由于溶液酸性越强，溶液中c(H+)越大，化学平衡正向移动，有利于提高As2O3的产率，且溶液酸性越强，微粒的还原性、氧化性也会越强，使反应更容易进行；从反应体系中获得As2O3固体，系列操作包括过滤、洗涤、干燥。

(5)As2O3可以与H2O2反应H3AsO4，根据电子守恒、原子守恒，可得反应的方程式为：As2O3+2H2O2+H2O=2H3AsO4。