Question

【題目】砷及其化合物在半導體、農藥制造等方面用途非常廣泛。回答下列問題：

(1)ASH3的電子式為___；AsH3通入AgNO3溶液中可生成Ag， As2 O3和HNO3，該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為___。

(2)改變O. 1 mol · L－1三元弱酸H3 AsO4溶液的pH，溶液中的H3 AsO4、H2 AsO4－、HAsO42-以及AsO43-的物質的量分布分數隨pH的變化如圖所示：

①1gKal ( H3 AsO4)＝___；用甲基橙作指示劑，用NaOH溶液滴定H3 ASO4發生的主要反應的離子方程式為___

②反應H2 AsO4－+AsO43-=2HAsO42-的lgK=_____

(3)焦炭真空冶煉砷的其中兩個熱化學反應如下：

As2O3(g)+3C(s)=2As(g)+3CO(g) H1=akJ/mol

As2O3(g)+3C(s)=1/2As4(g)+3CO(g) H2=bkJ/mol

則反應4As(g)=As4(g) H=_______kJ/mol(用含a、b的代數式表示)。

(4)反應2As2S3(s)=4AsS(g)+S2(g)達平衡時氣體總壓的對數值lg(p/kPa)與溫度的關系如圖所示：

①對應溫度下，B點的反應速率v(正) ___v(逆)(填“＞’，’’＜”或“一”)。

②A點處，AsS(g)的分壓為___kPa，該反應的Kp＝___kPa5 (Kp為以分壓表示的平衡常數)。

Answer 1

【答案】 6：1 —2.2 4.5 2b—2a > 0.8 8.192×10-2

【解析】

（1）ASH3的電子式與氨氣類似；AsH3通入AgNO3溶液中可生成Ag，As2O3和HNO3，反應為2AsH3+12AgNO3+3H2O═As2O3+12Ag↓+12HNO3，據此分析；
（2）三元弱酸H3AsO4的三級電離反應為：H3AsO4H++H2ASO4-，H2ASO4-H++HAsO42-，HAsO42-H++AsO43-，
①Kal（H3AsO4）= ，根據圖可知，pH=2.2時，c（H2ASO4-）=c（H3AsO4），則Kal（H3AsO4）=c（H+）=10-2.2，可得，用甲基橙作指示劑，用NaOH溶液滴定H3ASO4發生反應生成NaH2ASO4，據此書寫；
②同理，Ka2（H2ASO4-）=，pH=7時，c（H2ASO4-）=c（HAsO42-），則Ka2（H2AsO4-）=c（H+）=10-7，Ka3（HAsO42-）=，pH=11.5時，c（HAsO42-）=c（AsO43-），則Ka3（HAsO42-）=c（H+）=10-11.5，
反應H2AsO4-+AsO43-2HAsO42-的K==× = ，據此計算；
（3）已知：Ⅰ、As2O3（g）+3C（s）=2As（g）+3CO（g）△H1= akJmol-1
ⅡAs2O3（g）+3C（s）=As4（g）+CO（g）△H2 = b kJmol-1
根據蓋斯定律：Ⅱ×2-Ⅰ×2得反應4As（g）As4（g），據此計算；
（4）①A點達到平衡，B點處氣體總壓小于平衡時的氣壓，據此分析；
②A點處，氣體總壓的對數值lg（p/kPa），則氣體總壓為1kPa，AsS（g）在氣體中體積分數為，由此可得；得出平衡時AsS（g）的分壓為和S2（g）的分壓，再計算Kp。

（1）ASH3的電子式與氨氣類似，電子式為：；AsH3通入AgNO3溶液中可生成Ag，As2O3和HNO3，反應為2AsH3+12AgNO3+3H2O═As2O3+12Ag↓+12HNO3，其實As元素化合價升高被氧化，AsH3為還原劑，Ag元素化合價降低被還原，AgNO3為還原劑，氧化劑與還原劑的物質的量之比為6：1；
故答案為：；6：1；
（2）三元弱酸H3AsO4的三級電離反應為：H3AsO4H++H2ASO4-，H2ASO4-H++HAsO42-，HAsO42-H++AsO43-，第一步電離為主，
①Kal（H3AsO4）=，根據圖可知，pH=2.2時，c（H2ASO4-）=c（H3AsO4），則Kal（H3AsO4）=c（H+）=10-2.2，則1gKal（H3AsO4）=-2.2；用甲基橙作指示劑，用NaOH溶液滴定H3ASO4發生反應生成NaH2ASO4，離子反應為：H3AsO4+OH-=H2ASO4-+H2O；
故答案為：-2.2；H3AsO4+OH-=H2ASO4-+H2O；
②同理，Ka2（H2ASO4-）=，pH=7時，c（H2ASO4-）=c（HAsO42-），則Ka2（H2AsO4-）=c（H+）=10-7，Ka3（HAsO42-）=，pH=11.5時，c（HAsO42-）=c（AsO43-），則Ka3（HAsO42-）=c（H+）=10-11.5，
反應H2AsO4-+AsO43-2HAsO42-的K==× = = =104.5，lgK═4.5；
故答案為：4.5；
（3）已知：Ⅰ、As23（g）+3C（s）=2As（g）+3CO（g）△H1=a kJmol-1
ⅡAs2O3（g）+3C（s）=As4（g）+CO（g）△H2=b kJmol-1
根據蓋斯定律：Ⅱ×2-Ⅰ×2得4As（g）As4（g）△H=（2b-2a）kJmol-1；
故答案為：2b-2a；
（4）①A點達到平衡，B點處氣體總壓小于平衡時的氣壓，說明生成氣體比平衡時少，反應正向著正方向生成氣體的方向進行，故B點的反應速率v（正）＞v（逆）；
故答案為：＞；
②A點處，氣體總壓的對數值lg（p/kPa），則氣體總壓為1kPa，AsS（g）在氣體中體積分數為，S2（g）在氣體中體積分數為，則AsS（g）的分壓為0.8kPa，S2（g）的分壓為0.2kPa，Kp=（0.8kPa）4×0.2kPa=8.192×10-2kPa5；
故答案為：0.8；8.192×10-2。