Question

【題目】砷（As）是第四周期第VA族元素，它在自然界中的含量不高，但人類認(rèn)識(shí)它、研究它的歷史卻很長(zhǎng)。

（1）砷的氫化物的化學(xué)式為_(kāi)_______，其穩(wěn)定性比磷的氫化物____（填“強(qiáng)或弱”）。已知H3AsO3是兩性偏酸性的化合物，它與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。NaHAsO3溶液呈堿性，該溶液中c（H2AsO3-） C（AsO33-）（填“>”、“<”或“=”）。

（2）砷在自然界中主要以硫化物形式（如雄黃As4S4、雌黃As2S3等）存在。

①工業(yè)上以雄黃為原料制備砷的過(guò)程是：先在空氣中煅燒使其轉(zhuǎn)化為砒霜（As2O3），然后用焦炭還原。寫(xiě)出焦炭還原時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。砒霜有劇毒，衛(wèi)生防疫分析中鑒定的方法是：先將試樣與鋅、硫酸混合在一起反應(yīng)，將生成的氣體導(dǎo)入到熱玻璃管中熱解，若玻璃管中產(chǎn)生亮黑色的“砷鏡”，則說(shuō)明試樣中含有As2O3。寫(xiě)出上述鑒定過(guò)程中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方式： 。

②“砷鏡”可被漂白精氧化為H3AsO4，反應(yīng)中還原劑與氧化劑物質(zhì)的量之比為 。

（3）已知砷酸（H3AsO4）是三元酸，有較強(qiáng)的氧化性。

①常溫下砷酸的K1=6×10-3、K2=1×10-7，則NaH2AsO4溶液的pH為_(kāi)___7。（填“>”、“<”、“=”），判斷依據(jù)為_(kāi)__________________________________________________________________。

②某原電池裝置如圖所示，電池總反應(yīng)為AsO43-+2I-+H2OAsO33-+I2+2OH-。

當(dāng)P池中溶液由無(wú)色變成藍(lán)色時(shí)，正極上的電極反應(yīng)式為 。當(dāng)電流計(jì)指針歸中后向Q池中加入一定量的NaOH,則電池負(fù)極所在的燒杯為 （填“P”或“Q”）。

Answer 1

【答案】（1） AsH3（1分），弱（1分）， 2H3AsO3+ 3H2SO4 =As2(SO4)3 +6H2O （1分） ， >（1分）

（2）① 2As2O3 + 3C4As+3CO2↑ （2分）；

As2O3+6Zn+6H2SO4＝2AsH3 ↑+ 6ZnSO4+ 3H2O（1分） 2AsH3＝2As↓+3H2（1分）

② 2:5（1分） （3）①pH<7（1分）

H2AsO4-+H2OH3AsO4+OH-，（1分）Kh=Kw/Ka1=1.0 ×10-14/6×10-3=1.67×10-12 < Ka2（1分）

②AsO43-+H2O+2e-＝AsO33-+2OH- （2分） Q （1分）

【解析】

試題分析：（1）砷是第四周期第VA族元素，最低負(fù)價(jià)為-3價(jià)，則砷的氫化物化學(xué)式為AsH3；磷與砷是同主族，同主族從上到下非金屬性逐漸減弱，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱，則砷的氫化物穩(wěn)定性更弱；H3AsO3是兩性偏酸性的化合物，與硫酸反應(yīng)生成硫酸砷和水，方程式為2H3AsO3+ 3H2SO4 =As2(SO4)3 +6H2O；Na2HAsO3溶液呈堿性，說(shuō)明HAsO3—水解大于電離程度，則c（H2AsO3-）＞（AsO33-）；

（2）①As2O3與焦炭在高溫下反應(yīng)生成As和CO2，方程式為2As2O3 + 3C4As+3CO2↑；鋅、硫酸混合在一起反應(yīng)生成氫氣，氫氣與As2O3反應(yīng)生AsH3，AsH3在熱玻璃管中分解成As和H2，反應(yīng)方程式分別為As2O3+6Zn+6H2SO4＝2AsH3 ↑+ 6ZnSO4+ 3H2O、2AsH3＝2As↓+3H2；

②漂白精的主要成分是NaClO，NaClO將As氧化為H3AsO4，NaClO中氯的化合價(jià)降低2價(jià)，As的化合價(jià)升高5價(jià)，則還原劑As與氧化劑NaClO物質(zhì)的量之比為2：5；

（3）①NaH2AsO4溶液水解呈堿性，電離呈酸性，Kh=Kw/Ka1=1.0×10-14/6×10-3=1.67×10-12＜Ka2，水解程度小于電離程度，則NaH2AsO4溶液呈酸性，溶液的pH＜7；

②原電池飛正極上發(fā)生得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為AsO43-+H2O+2e-＝AsO33-+2OH-；當(dāng)電流計(jì)指針歸中后向Q池中加入一定量的NaOH，反應(yīng)逆向進(jìn)行，AsO33-失電子被氧化成AsO43-，則Q為電池的負(fù)極。