Question

【題目】砷()元素廣泛的存在于自然界，在周期表中的位置如表。

完成下列填空：

(1)砷元素最外層電子的排布式為______________。

(2)砷化鎵()和氮化硼()晶體都具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硬度大。砷化鎵熔點(diǎn)為1230℃，的熔點(diǎn)為3000℃，從物質(zhì)結(jié)構(gòu)角度解釋兩者熔點(diǎn)存在差異的原因__________。

(3)亞砷酸鹽()在堿性條件下與碘單質(zhì)反應(yīng)生成砷酸鹽()，完成反應(yīng)的離子方程式： ____+I2+_____ ______。該反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，說(shuō)明氧化還原反應(yīng)的方向和______有關(guān)。

(4)工業(yè)上將含有砷酸鹽()的廢水轉(zhuǎn)化為粗的工業(yè)流程如下：

①寫(xiě)出還原過(guò)程中砷酸轉(zhuǎn)化為亞砷酸的化學(xué)方程式： ___________

②“沉砷”是將轉(zhuǎn)化為沉淀，主要反應(yīng)有：

i.Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH—(aq)+Q

ii.5Ca2++OH—+3Ca5(AsO4)3OH-Q

沉砷最佳溫度是85℃。用化學(xué)平衡原理解釋溫度高于85℃后，隨溫度升高沉淀率下降的原因___。

Answer 1

【答案】 和都是原子晶體，原子半徑：，，則共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)：鍵鍵，鍵能：鍵鍵，所以熔點(diǎn)低于BN 1 2OH— +2I—+H2O 溶液酸堿性 反應(yīng)i為放熱反應(yīng)，高于85℃時(shí)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，減小；反應(yīng)ii中減小是影響平衡移動(dòng)的主要因素，所以反應(yīng)ii平衡也向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，沉淀率下降

【解析】

(1)As與N同主族，據(jù)此判斷As在周期表中的位置；

(2) 砷化鎵()和氮化硼()晶體都具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硬度大，兩者都是原子晶體，原子半徑越小，形成的共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，晶體的熔點(diǎn)越高；

(3)碘單質(zhì)將氧化成，自身被還原為碘離子，根據(jù)化合價(jià)升降守恒配平書(shū)寫(xiě)方程式；

(4)向工業(yè)廢水(含)加入石灰乳沉砷得到Ca5(AsO4)3OH沉淀，用稀硫酸溶解沉淀，生成H3AsO4和硫酸鈣，通入二氧化硫?qū)?/span>H3AsO4還原為H3AsO3，“還原”后加熱溶液，H3AsO3分解為As2O3，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，得粗As2O3，據(jù)此分析解答。

(1)As在周期表的第4周期第ⅤA族，最外層電子的排布式是4s24p3，故答案為：4s24p3；

(2)砷化鎵()和氮化硼()晶體都具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硬度大，砷化與氮化硼屬于同種晶體類(lèi)型，均屬于原子晶體，原子半徑N＜As，B＜Ga，故N-B鍵的鍵長(zhǎng)比As-Ga鍵的鍵長(zhǎng)短，N-B鍵的鍵能更大，更穩(wěn)定，所以氮化硼的熔點(diǎn)較高，故答案為：GaAs和BN都是原子晶體，原子半徑：Ga＞B，As＞N，則共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)：Ga-As鍵＞B-N鍵，鍵能：Ga-As鍵＜B-N鍵，所以熔點(diǎn)GaAs低于BN；

(3)碘單質(zhì)將氧化成，As的化合價(jià)從+3升到+5，自身被還原為碘離子，碘的化合價(jià)從0降到-1，根據(jù)化合價(jià)升降守恒及溶液的堿性環(huán)境，離子方程式為+I2+2OH—+2I—+H2O，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，說(shuō)明氧化還原反應(yīng)的方向和溶液酸堿性有關(guān)，故答案為：1；2OH—；+2I—+H2O；溶液酸堿性；

(4)①“還原”過(guò)程中二氧化硫?qū)?/span>H3AsO4轉(zhuǎn)化為H3AsO3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H3AsO4+H2O+SO2=H3AsO3+H2SO4，故答案為：H3AsO4+H2O+SO2=H3AsO3+H2SO4；

②“沉砷”是將砷元素轉(zhuǎn)化為Ca5(AsO4)3OH沉淀，發(fā)生的主要反反應(yīng)：i.Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH—(aq)+Q，ii.5Ca2++OH—+3Ca5(AsO4)3OH-Q，高于85℃后，溫度升高，反應(yīng)i平衡逆向移動(dòng)，c(Ca2+)下降，反應(yīng)ii平衡逆向移動(dòng)，Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降，故答案為：反應(yīng)i為放熱反應(yīng)，高于85℃時(shí)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，c(Ca2+)減�。环磻�(yīng)ii中c(Ca2+)減小是影響平衡移動(dòng)的主要因素，所以反應(yīng)ii平衡也向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，沉淀率下降。