Question

砷(As)原子序数为33，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）砷在周期表中的位置为第___周期___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。若反应生成6mol单质硫，则需要___molO₂。该反应需要在加压下进行，原因是___。

（3）已知：As(s)＋H₂(g)＋2O₂(g)＝H₃ASO₄(s)   △H₁

H₂(g)＋O₂(g)＝H₂O(l)   △H₂

2As(s)＋O₂(g)＝As₂O₅(s)   △H₃

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

（4）298K时，将10mL3xmol·L^－1Na₃AsO₃、10mL3xmol·L^－1I₂和10mLNaOH溶液混合，发生反应：AsO₃^3-(aq)＋I₂(aq)＋2OH^-(aq)＝AsO₄^3-(aq)＋2I^-(aq)＋H₂O(l)。溶液中c(AsO₄^3－)与反应时间(t)的关系如图所示。

①下列可判断反应达到平衡的是___(填标号)。

a.v(OH^-)＝2v(AsO₃^3-)

b.I₂的浓度不再变化

c.不再变化

d.c(I^－)＝ymol·L^－1

②t_m时，v_正___v_逆(填“大于”“小于”或“等于”)。

③图中m点和n点的逆反应速率较大的是___。

④若平衡时溶液的c(H^＋)＝10^－14mol/L，则该反应的平衡常数K为___。

Answer

四 ⅤA 5 提高氧气浓度，有效提高As2S3转化率 3△H2+△H3－2△H1 bc 大于 n

【解析】

（1）砷是33号元素，有4个电子层，最外层有5个电子；

（2）As2S3生成H3AsO4和单质硫，1 molAs2S3生成3molS，化合价总升高10；增大压强可以提高氧气浓度；

（3）根据盖斯定律计算2H3AsO4(s)＝As2O5(s)＋3H2O(l)的焓变；

（4）①根据平衡标志分析；

②tm时刻后，c(AsO43-)增大；

③c(AsO43-)越大，逆反应速率越大；

④利用“三段式”计算平衡常数；

（1）砷是33号元素，有4个电子层，最外层有5个电子，所以砷在周期表的第四周期第ⅤA族；

（2）As2S3生成H3AsO4和单质硫，1molAs2S3生成3molS，化合价总升高10；若生成6molS需要2mol As2S3，转移20mol电子，根据得失电子守恒消耗5mol氧气；增大压强可以提高氧气浓度，有效提高As2S3转化率；

（3）已知：① As(s)＋H2(g)＋2O2(g)＝H3ASO4(s) △H1

② H2(g)＋O2(g)＝H2O(l) △H2

③ 2As(s)＋O2(g)＝As2O5(s) △H3

根据盖斯定律②×3＋③－①×2得2H3AsO4(s)＝As2O5(s)＋3H2O(l) △H＝3△H2+△H3－2△H1。

（4）①a.v(OH-)＝2v(AsO33-)，不能判断正逆反应速率是否相等，不一定平衡，故不选a；

b.化学平衡状态是各物质浓度不变的状态，I2的浓度不再变化，一定平衡，故选b；

c. OH-是反应物，AsO43-是生成物，不再变化，说明浓度不变，一定平衡，故不选c；

d.根据图象可知，平衡时c(I－)＝2c(AsO43-)=2 ymol·L－1， 所以c(I－)＝ymol·L－1时，该反应一定不平衡，故不选d；选bc。

②tm时刻后，c(AsO43-)增大，反应正向进行，v正大于v逆；

③c(AsO43-)越大，逆反应速率越大；图中n点c(AsO43-)大于m点，所以逆反应速率较大的是n；

④将10mL3xmol·L－1Na3AsO3、10mL3xmol·L－1I2和10mLNaOH溶液混合，混合后c(AsO33-)、c(I2)均为xmol·L－1；

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