Question

【題目】砷（33As）在周期表中與氮同主族，砷及其化合物被運用在農藥、除草劑、殺蟲劑等。

（1）砷化氫的電子式為_________。

（2）成語“飲鴆止渴”中的“鴆”是指放了砒霜（As2O3）的酒。As2O3是一種兩性氧化物，寫出As2O3溶于濃鹽酸的化學方程式_____________________。

（3）砷的常見氧化物有As2O3和As2O5，其中As2O5熱穩(wěn)定性差。根據圖1寫出As2O5分解為As2O3的熱化學方程式________________________________________。

（4）砷酸鈉(Na3AsO4)具有氧化性，298 K時，在100 mL燒杯中加入10 mL 0.1 mol/L Na3AsO4溶液、20 mL 0.1 mol/L KI溶液和20 mL 0.05 mol/L硫酸溶液，發(fā)生下列反應：AsO43-(無色)+2I-+2H+AsO33-(無色)+I2(淺黃色)+H2O ΔH。測得溶液中c(I2)與時間(t)的關系如圖2所示（溶液體積變化忽略不計）。

①0～10 min內，I的反應速率v(I)＝______________。

②在該條件下，上述反應的平衡常數K＝__________。

③升高溫度，溶液中AsO43-的平衡轉化率減小，則該反應的ΔH______0(填“大于”“小于”或“等于”)。

（5）己知砷酸（H3ASO4）是三元酸，有較強的氧化性。

①常溫下砷酸的Ka1=6×10-3、Ka2=1×10-7，則　NaH2AsO4溶液中c（HAsO42-）___c（H3AsO4）（填“＞”、“＜”或“=”）。

②某實驗小組依據反應AsO43-+2H++2I-AsO33-+I2+H2O設計如圖原電池，探究pH對AsO43-氧化性的影響．測得輸出電壓與pH的關系如圖。則a點時，鹽橋中K+____移動（填“向左”、“向右”或“不”），c點時，負極的電極反應為____________________。

Answer 1

【答案】 As2O3+6HCl(濃)=2AsCl3+3H2O 0.003mol／(L·min) 4.5×106 小于 ＞ 向左 AsO33--+H2O-2e-=AsO43-+2H+

【解析】（1）砷（33As）在周期表中與氮同主族, 砷化氫的分子式為AsH3,，則砷化氫的電子式為。

（2）As2O3是一種兩性氧化物，則As2O3溶于濃鹽酸反應生成氯化砷和水，所以化學方程式為As2O3+6HCl(濃)=2AsCl3+3H2O。

（3）砷的常見氧化物有As2O3和As2O5，其中As2O5熱穩(wěn)定性差。根據圖1知

As2O5（s）=2As(s)+5/2O2(g) ΔH = +914.6KJ/mol, ，As2O3（s）=2As(s)+3/2O2(g) ΔH =+619.2 KJ/mol, ，所以As2O5分解為As2O3的熱化學方程式

（4）①如圖2 在0～10 min內，I2的反應速率v(I2)＝0.015mol.L-/10 min=0.0015mol.L-1. min-1

因為AsO43-(無色) + 2I- + 2H+AsO33-(無色)+I2(淺黃色)+H2O知2I- ---- I2，根據化學反應計量數之比就等于速率之比，所以0～10 min內，I的反應速率v(I)＝2 v(I2)=20.0015mol.L-1. min-1=0..003mol／(L·min)

②由 AsO43-(無色) + 2I- + 2H+ AsO33- (無色)+I2(淺黃色)+H2O

初始量(mol/L)： 0.02 0.04 0.04 0 0 0

變化量(mol/L) 0.015 0.03 0.03 0.015 0.015

剩余量(mol/L) 0.005 0.01 0.01 0.015 0.015

反應的平衡常數K＝0.0152/(0.00520.012)= 4.5×106

③升高溫度，溶液中AsO43-的平衡轉化率減小，說明平衡逆向移動，所以該反應為放熱反應的ΔH小于0。

（5）①常溫下砷酸H3AsO4的Ka1=6×10-3、Ka2=1×10-7，所以H2AsO4-的水解程度小于電離程度則　NaH2AsO4溶液中c（HAsO42-）＞c（H3AsO4）。

②某實驗小組依據反應AsO43-+2H++2I-AsO33-+I2+H2O AsO43-為氧化劑得電子，做正極，2I-做還原劑，失電子，做負極，則a點時溶液顯酸性，鹽橋中K+向左移動，c點時平衡逆向移動，負極的電極反應為AsO33--+H2O-2e-=AsO43-+2H+。