Question

【题目】砷(As)及其化合物与生产、生活密切相关，广泛应用在杀虫剂以及药物中。回答下列问题：

(1)砷是第四周期VA族元素。下列关于第VA族元素及其化合物的说法不正确的是_______(填序号)。

a．沸点：PH3<NH3

b．酸性：HNO3>H3AsO4

c．As的氧化物的水化物是强碱

d．形成的简单离子半径随着原子序数递增而增大

(2)工业生产中常用“古氏试砷法”检验微量砷，其反应原理为：

①将含砷化合物转化为具有极强还原性的AsH3；

②AsH3与AgNO3溶液反应产生As2O3与另一种固体，该反应的离子方程式为_____________。

(3)砷及其化合物几乎都有毒，通常+3价砷化合物毒性强于+5价砷化合物。海产品中含有微量+5价砷化合物，食用海鲜后不能马上进食水果的原因是________________________________。

(4)砷酸(H3AsO4)可用于制造杀虫剂、药物。As2O3溶于稀硝酸中可得砷酸，此反应的化学方程式为________________________________。

(5)利用单质铁处理水体砷污染的原理为：单质铁在水体中被氧化腐蚀得到水合氧化铁[Fe(OH)3和FeOOH]，吸附沉降砷的化合物。在其它条件一定时，调节水样的pH，得到除砷效率曲线如图所示。

①请解释水样酸性较强时，除砷效率较低的原因是_____________________。

②国家饮用水标准规定水中砷的含量应低于0.05mg·L-1(1mg=1000μg)。某水样中含砷总浓度为100μg·L-1，若控制水样的pH=6，出水后的砷浓度_________________(填“能”或“否”)达到饮用水标准。

Answer 1

【答案】c 2AsH3+12Ag++3H2O=As2O3+12H++12Ag 水果中富含还原性物质（维生素C等），能将+5价的砷化物还原为毒性更大的+3价砷化物 3As2O3+4HNO3+7H2O=6H3AsO4+4NO 酸性较强时，不易生成水合氧化铁，吸附能力下降，除砷效率降低 能

【解析】

（1）根据元素周期律判断；

（2）②AsH3被氧化，且生成物中有另一种固体，则AgNO3中Ag+被还原为Ag，根据氧化还原配平原则配平即可；

（3）水果中含有大量还原性物质，+5价砷化物具有氧化性，能够与食物中还原性物质发生氧化还原反应生成毒性更大的+3价砷化物；

（4）As2O3中As为+3价。，H3AsO4中As为+5价，即As2O3与稀硝酸反应中As被氧化，稀硝酸被还原，配平即可；

（5）①根据单质铁处理水体砷污染的原理为：单质铁或在水体中被氧化腐蚀得到水合氧化铁，水合氧化铁能吸附沉降砷的化合物，结合水合氧化铁的组成分析；
②根据图可以看出：若控制水样的pH=6，则As的去除率为80%，此时水中剩余的As为20%；污水没有开始处理时，水中As的浓度为100μg/L，水样的pH=6时，水中剩余的As为100μg/L×20%=20μg/L=0.02mg/L，据此判断。

（1）As和N、P位于同一主族，且原子序数As>P>N，根据同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱可知，非金属性N>P>As；

a.NH3分子间存在氢键，而PH3分子间不存在氢键，故沸点NH3>PH3，正确；

b.非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强，故酸性：HNO3>H3AsO4，正确；

c.As为非金属元素，故其氧化物的水化物不可能都为强碱，错误；

d.同主族元素，从上到下电子层数增加，形成的简单离子电子层数逐渐增加，因此形成的简单离子半径逐渐增加，正确；

（2）②由上述分析可知，该反应的离子反应方程式为：2AsH3+12Ag++3H2O=As2O3+12H++12Ag；

（3）水果中含有大量还原性物质（如维生素C等），+5价砷化物具有氧化性，能够与食物中还原性物质发生氧化还原反应生成毒性更大的+3价砷化物；

（4）由题干信息可知，As2O3反应后化合价升高2，稀硝酸反应生成NO，其中N元素化合价降低3，根据氧化还原反应过程中得失电子守恒，可写出其方程式为：3As2O3+4HNO3+7H2O=6H3AsO4+4NO；

（5）①单质铁处理水体砷污染的原理为：单质铁或在水体中被氧化腐蚀得到水合氧化铁，水合氧化铁能吸附沉降砷的化合物，若水样酸性较强时，单质铁容易被腐蚀，不易生成水合氧化铁；

②由图可以看出：若控制水样的pH=6，则As的去除率为80%，此时水中剩余的As为20%；污水没有开始处理时，水中As的浓度为100μg/L，水样的pH=6时，水中剩余的As为100μg/L×20%=20μg/L=0.02mg/L<0.05mg/L，国家饮用水标准规定水中砷的含量应低于0.05mg/L，故出水后的砷浓度达到饮用水标准。