Question

工业上采用酸性高浓度含砷废水(砷主要以亚砷酸H₃AsO₃形式存在)提取中药药剂As₂O₃。工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）已知砷元素与N同一主族，原子比N原子多两个电子层，则砷元素的原子序数为________，“沉砷”中所用Na₂S的电子式为_____________。

（2）已知：As₂S₃与过量的S^2-存在以下反应：As₂S₃(s)+3S^2-(aq) 2AsS₃^3- ；“沉砷”中FeSO₄的作用是___________________________。

（3）“焙烧”过程中由于条件的原因，生成的三氧化二铁中混有四氧化三铁，证明四氧化三铁存在的试剂是_________________________________。(写名称)

（4）调节pH=0时，由Na₃AsO₄制备As₂O₃的离子方程式为：_______________。

（5）一定条件下，用雄黄(As₄S₄)制备As₂O₃的转化关系如图所示。若反应中，1molAs₄S₄(其中As元素的化合价为+2价)参加反应时，转移28mole^-，则物质a为___________。(填化学式)

（6）某原电池装置如图，电池总反应为：AsO₄^3-+2I^-+H₂OAsO₃^3-+I₂+2OH^-。当P池中溶液由无色变成蓝色时，正极上的电极反应式为____________________________。一段时间后电流计指针不发生偏转。欲使指针偏转方向与起始时相反，可采取的措施是____________(举一例)。

Answer

33 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） 稀硫酸、铁氰化钾（或稀硫酸、高锰酸钾） 2AsO43-+2SO2+2H+=As2O3↓+ 2SO42-+H2O SO2 AsO43-+H2O+2e-AsO33-+2OH- 向Q加入Na3AsO3固体或加入碱（NaOH等）

【解析】

酸性高浓度含砷废水加入硫化钠、硫酸亚铁，其中硫酸亚铁可除去过量的硫离子，过滤得到As2S3和FeS，焙烧，可生成As2O3、氧化铁，加入氢氧化钠溶液生成Na3AsO3，氧化生成Na3AsO4，生成的气体为二氧化硫，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)已知砷元素与N同一主族，原子比N原子多两个电子层，砷为第四周期元素，第二周期有8种元素，第三周期有18种元素，则两者原子序数相差8+18=26，故砷元素的原子序数为26+7=33，硫化钠为离子化合物，电子式为；

(2)亚铁离子与过量的S2-结合生成FeS沉淀，防止AS2O3与S2-结合生成AsS33-，即As2S3+3S2-2AsS32-使平衡逆向进行，提高沉砷效果；

(3)四氧化三铁含有+2价铁，具有还原性，可先用稀硫酸溶解，再在酸性条件下，滴加高锰酸钾溶液，溶液褪色，即可证明四氧化三铁存在，则可用硫酸、高锰酸钾检验；

(4)调节pH=0时，由Na3AsO4制备As2O3的离子方程式为2AsO43-+2SO2+2H+=As2O3↓+2SO42-+H2O；

(5)As4S4中As为+2价、S为-2价，且生成As2O3，1molAs4S4(其中As元素的化合价为+2价)参加反应时，转移28mole-，则4molS元素化合价升高6价，生成物化合价为+4价，应为SO2；

(6)P池中溶液由无色变成蓝色，说明P池Pt极为负极，则Q池中Pt极为正极，发生还原反应，电极反应为AsO43-+H2O+2e-=AsO33-+2OH-；一段时间后电流计指针不发生偏转，说明达到平衡状态，加入NaOH溶液，反应逆向进行，此时Q池中Pt极为负极，电子应由Q池流出，即指针偏转方向与起始时相反。