Question

【題目】砷(As)與氮同一主族，As原子比N原子多兩個電子層�？梢孕纬�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(shù)為______________________。

(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(yīng)的化學(xué)方程式____________。該反應(yīng)需要在加壓下進(jìn)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(yīng)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(fā)生反應(yīng)：AsO33-(aq)+I2(aq)+2OH- AsO43-(aq) +2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO43-)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如圖所示。

①下列可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的是_____(填標(biāo)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(yīng)的平衡常數(shù)為_____(用x、y表示)。

Answer 1

【答案】33 2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S 加壓反應(yīng)速率增大，而且平衡右移，可提高生產(chǎn)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(shù)相等，相差兩個電子層，則利用核外電子排布規(guī)律作答；

（2）依據(jù)氧化還原的規(guī)律作答；結(jié)合壓強(qiáng)對反應(yīng)平衡的影響因素分析；

（3）依據(jù)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(shù)為7+8+18 = 33，

故答案為：33；

（2）工業(yè)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(zhì)硫，砷元素化合價+3價變化為+5價，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2As2S3+5O2+6H2O=

4H3AsO4+6S；增大壓強(qiáng)，可增大反應(yīng)速率，并使平衡正向移動，增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，故答案為：2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；加壓反應(yīng)速率增大，而且平衡右移，可提高生產(chǎn)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(xué)反應(yīng)，速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，無論是否達(dá)到平衡，都存在v（I-）=2v（AsO33-），a項(xiàng)錯誤；

b．溶液pH不變時，則c（OH-）也保持不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，b項(xiàng)正確；

c．由圖可知，當(dāng)c（AsO43-）=y molL-1時，濃度不再發(fā)生變化，則達(dá)到平衡狀態(tài)，由方程式可知此時c（I-）=2ymolL-1，所以c（I-）=ymolL-1時沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，c項(xiàng)錯誤；

d．c（AsO43-）/c（AsO33-）不再變化，可說明各物質(zhì)的濃度不再變化，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，d項(xiàng)正確；

故答案為：b d；

②反應(yīng)從正反應(yīng)開始進(jìn)行，tm時反應(yīng)繼續(xù)正向進(jìn)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(yīng)速率更小，

故答案為：小于；tm時AsO43-濃度更小，反應(yīng)速率更慢；

④反應(yīng)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(yīng)達(dá)到平衡時，生產(chǎn)c（AsO43-）為ymol/L，則反應(yīng)生產(chǎn)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。