Question

【題目】在金屬冶煉產生的廢棄物中，常含有砷元素（與磷同主族），由于有毒需檢測與處理。

Ⅰ．冶煉廢水中砷元素主要以亞砷酸(H3AsO3)形式存在，可用化學沉降法處理酸性高濃度含砷廢水，其工藝流程如下：

已知：①As2S3與過量的S2-存在以下反應：As2S3(s)+3S2-(aq)2AsS33-(aq)；

②亞砷酸鹽的溶解性大于相應砷酸鹽。

（1）亞砷酸中砷元素的化合價為___；砷酸的第一步電離方程式為__。

（2）“一級沉砷”中FeSO4的作用是___。

（3）“二級沉砷”中H2O2與含砷物質反應的化學方程式為___。沉淀X為___(填化學式)。

Ⅱ．強陰離子交換柱可以吸附以陰離子形態存在的As(V)達到去除As的目的。采用該方法去除水體中的砷時，可選用NaClO將As(Ⅲ)轉化為As(V)。

已知：一定條件下，As(V)的存在形式如表所示：

pH	<2	2~7	7~11	11~14
存在形式	H3AsO4	H2AsO4	HAsO42	HAsO42、AsO43

（4）pH=6時，NaClO氧化亞砷酸(H3AsO3)的離子方程式是___。

Ⅲ．冶煉廢渣中的砷元素主要以As2S3的形式存在，可用古氏試砷法半定量檢測(As的最低檢出限為3.0×10-6g)。

步驟1：取10g廢渣樣品，粉碎后與鋅粉混合，加入H2SO4共熱，生成AsH3氣體。

步驟2：將AsH3氣體通入AgNO3溶液中，生成銀鏡和As2O3。

步驟3：取1g廢渣樣品，重復上述實驗，未見銀鏡生成（即未能檢出）。

（5）請寫出步驟2的離子方程式____。

Answer 1

【答案】+3 H3AsO4H++H2AsO4- 沉淀過量的S2-，使As2S3(s)+3S2-(aq)2AsS33-(aq)平衡左移，提高沉砷效果 H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O CaSO4 ClO-+ H3AsO3=H2AsO4+Cl-+H+ 2AsH3+12Ag++3H2O=12Ag+As2O3+12H+

【解析】

Ⅰ．（1）H為+1價，O為-2價，依據化合物中各元素的化合價的代數和為0，可求出As元素的化合價；在第ⅤA族非金屬元素形成最高價含氧酸中，磷、砷形成的含氧酸都是弱酸，在水溶液中分步電離。

（2）高濃度含砷廢水中加入Na2S后，發生反應As2S3+3S2-2AsS32-，為提高除砷效果，需將產物再次轉化為As2S3，加入FeSO4就是為了達到使平衡逆向移動的目的。

（3）“二級沉砷”中H2O2與含砷物質反應，將亞砷酸氧化為砷酸，自身被還原為水。加入氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和砷酸反應生成砷酸鈣沉淀，與鐵離子反應生成氫氧化鐵沉淀，鈣離子結合硫酸根離子形成硫酸鈣沉淀

（4）pH=6時，NaClO氧化亞砷酸(H3AsO3)生成H2AsO4，ClO-被還原為Cl-。

（5）在酸性環境中，將AsH3氣體通入AgNO3溶液中，生成銀鏡和As2O3，則反應物為AsH3和Ag+，生成物為Ag、As2O3等。

Ⅰ．（1）亞砷酸（H3AsO3）中氫元素+1價，氧元素-2價，化合物中各元素化合價代數和為0，則砷元素的化合價為+3價，第ⅤA族非金屬元素形成最高價含氧酸中磷、砷形成的含氧酸都是弱酸，在水溶液中分步電離，電離方程式為：H3AsO4H++H2AsO4-，故答案為：+3；H3AsO4H++H2AsO4-；

（2）“一級沉砷”中FeSO4的作用是除去過量的硫離子，As2S3+3S2-2AsS32-使平衡逆向進行，提高沉砷效果，“二級沉砷”中H2O2與含砷物質發生氧化還原反應，氧化亞砷酸為砷酸；反應的化學方程式為：H2AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O；答案為：沉淀過量的S2-，使As2S3(s)+3S2-(aq)2AsS33-(aq)平衡左移，提高沉砷效果；H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O。

（3）流程分析可知，加入氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和砷酸反應生成砷酸鈣沉淀，與鐵離子反應生成氫氧化鐵沉淀，鈣離子結合硫酸根離子形成硫酸鈣沉淀，所以沉淀X為CaSO4；答案為：CaSO4。

（4）pH=6時，NaClO氧化亞砷酸(H3AsO3)生成H2AsO4，ClO-被還原為Cl-，反應的離子方程式為ClO-+ H3AsO3=H2AsO4+Cl-+H+；答案為：ClO-+ H3AsO3=H2AsO4+Cl-+H+。

（5）將AsH3氣體通入AgNO3溶液中，生成銀鏡和As2O3，則反應物為AsH3和Ag+，生成物為Ag、As2O3等，溶液為酸性環境。反應的離子方程式為2AsH3+12Ag++3H2O=12Ag

+As2O3+12H+；答案為：2AsH3+12Ag++3H2O=12Ag+As2O3+12H+。