Question

砷为VA族元素，金属冶炼过程产生的含砷有毒废弃物需处理与检测。

（l）冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸（H₃ AsO₃）形式存在，可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水，其工艺流程如下：

已知：I ．As₂ S₃与过量的S^2一存在以下反应：As₂S₃(s)+3S^2—(aq)2AsS₃^3—(aq)；

II．亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。

①亚砷酸中砷元素的化合价为                  ；

②砷酸的第一步电离方程式为                      ；

③“一级沉砷”中FeSO₄的作用是                         ；

④“二级沉砷”中H₂O₂与含砷物质反应的化学方程式为                     ；

⑤沉淀X为              （填化学式）。

（2）冶炼废渣中的砷元素主要以As₂O₃的形式存在，可用古氏试砷法半定量检测（As的最低检出限为3.0×10 ^－6g)。

步骤1：取10 g废渣样品，粉碎后与锌粉混合，加人H₂ SO₄共热，生成H₃As气体。

步骤2：将H₃As气体通人AgNO₃溶液中，生成银镜和As₂O₃。

步骤3：取1g废渣样品，重复上述实验，未见银镜生成。

①AsH₃的电子式为                 ；

②步骤2的离子方程式为                       ；

③固体废弃物的排放标准中，砷元素不得高于4.0×10^一5g·kg^一1，请通过计算说明该排放的废渣中砷元素的含量         （填“符合”、“不符合”）排放标准，原因是                          。

Answer

（1）①+3；②H3AsO4H++H2AsO4—；

③沉淀过量的S2—，使As2S3(s)+3S2—(aq)2AsS33—(aq)平衡左移，提高沉砷效果；

④H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O；⑤CaSO4；

（2）①；

②12Ag++2H3As+3H2O==12Ag↓+As2O3+12H+；

③不符合，因为该废渣砷含量为(3.0×10－6g÷10g)×1000g/kg=3.0×10—4g/kg大于排入标准4.0×10一5g·kg一1。

【解析】

试题分析：（1）①根据H3AsO3，氧元素显－2价，H元素显＋1价，化合价代数和为0，As的价态为＋3价；②砷酸为弱酸，要分步电离，第一步电离：H3AsO4H++H2AsO4—；③根据流程图，以及信息I，得出一级沉砷中加入FeSO4的作用是：沉淀过量的S2—，使As2S3(s)+3S2—(aq)2AsS33—(aq)平衡左移，提高沉砷效果；④根据流程图，H2O2作氧化剂，把＋3价As氧化成＋5价，化合价升高2价，H2O2中O的化合价降低2价，最小公倍数为2，因此化学反应方程式为：H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O；⑤一级沉砷中加入FeSO4，硫酸钙微溶于水，因此沉淀X为CaSO4；(2)①As和N同主族，因此AsH3的电子式，与NH3电子式相似，因此AsH3的电子式为：；②银镜为Ag，AgNO3作氧化剂，化合价有＋1价→0价，化合价降低1价，H3As作还原剂，化合价由－3价→＋3价，化合价升高6价，最小公倍数为6，离子反应方程式为：12Ag++2H3As+3H2O==12Ag↓+As2O3+12H+；③千克溶液中含As的质量为3.0×10－6×1000/10g/kg=3.0×10－4>4.0×10－5，因此不合格。

考点：考查化学用语使用、化学计算、氧化还原反应方程式的书写等知识。