Question

4．砷（As）廣泛分布于自然界，其原子結(jié)構(gòu)示意圖是．
（1）砷位于元素周期表中ⅤA族，其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性比NH₃弱（填“強”或“弱”）．
（2）砷的常見氧化物有As₂O₃和As₂O₅，其中As₂O₅熱穩(wěn)定性差．根據(jù)圖1寫出As₂O₅分解為As₂O₃的熱化學方程式：As₂O₅（s）=As₂O₃（s）+O₂（g）△H=+295.4 kJ•mol^-1．

（3）砷酸鹽可發(fā)生如下反應：AsO₄^3-+2I^-+2H?AsO₃^3-+I₂+H₂O．圖2裝置中，C₁、C₂是石墨電極①A中盛有棕色的KI和I₂的混合溶液，B中盛有無色的Na₃AsO₄和Na₃AsO₃的混合溶液，當連接開關K，并向B中滴加濃鹽酸時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計G的指針向右偏轉(zhuǎn)．此時C₂上發(fā)生的電極反應是AsO₄^3-+2H⁺+2e^-=AsO₃^2-+H₂O．
②一段時間后，當電流計指針回到中間“0”位時，再向B中滴加過量濃NaOH溶液，可觀察到電流計指針向左偏（填“不動”、“向左偏”或“向右偏”）．
（4）利用（3）中反應可測定含As₂O₃和As₂O₅的試樣中的各組分含量（所含雜質(zhì)對測定無影響），過程如下：
①將試樣溶于NaOH溶液，得到含AsO₄^3-和AsO₃^3-的混合溶液．
As₂O₅與NaOH溶液反應的離子方程式是As₂O₅+6OH^-═2AsO₄^3-+3H₂O．
②上述混合液用0.02500mol•L^-1的I₂溶液滴定，消耗I₂溶液20.00mL．滴定完畢后，使溶液呈酸性，加入過量的KI，析出的I₂又用0.1000mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗Na₂S₂O₃溶液30.00mL．（已知2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI）試樣中As₂O₅的質(zhì)量是0.115 g．

Answer 1

分析 （1）最外層有5個電子，由同主族位置和元素周期律可知，非金屬性N＞As；
（2）As₂O₅分解為As₂O₃需要吸收的熱量為-619kJ/mol-（-914.6kJ/mol）=+295.4 kJ•mol^-1，以此書寫熱化學方程式；
（3）①發(fā)生AsO₄^3-+2I^-+2H⁺?AsO₃^3-+I₂+H₂O，C₁棒為負極，發(fā)生2I^--2e^-=I₂，C₂為正極發(fā)生還原反應；
②向B中滴加過量濃NaOH溶液，發(fā)生AsO₃^3-+I₂+2OH^-?AsO₄^3-+2I^-+H₂O，C₂棒為負極，電子由負極流向正極．
（4）①根據(jù)As₂O₅與NaOH溶液反應生成鹽和水書寫離子方程式；
②上述混合液用0.02500mol•L^-1的I₂溶液滴定，消耗I₂溶液20.00mL，根據(jù)AsO₃^3-+I₂+H₂O═AsO₄^3-+2I^-+2H⁺反應，則消耗AsO₃^3-的物質(zhì)的量為0.02500mol•L^-1×20.00×10^-3L=5×10^-4mol，新生成的AsO₄^3-的物質(zhì)的量也為5×10^-4mol；設原As₂O₅ 的物質(zhì)的量：x，
由As₂O₅→2AsO₄^3-，則由As₂O₅ 與氫氧化鈉反應生成的AsO₄^3-的物質(zhì)的量為2x，后又加入過量的KI，又發(fā)生AsO₄^2-+2I^-+2H⁺═AsO₃^2-+I₂+H₂O，
析出的I₂又用0.1000mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液滴定，發(fā)生反應為I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆，消耗Na₂S₂O₃溶液30.00mL，
所以有AsO₄^3-～I₂～2Na₂S₂O₃，據(jù)消耗的Na₂S₂O₃計算．

解答 解：（1）最外層有5個電子，則As位于第ⅤA族，由同主族位置和元素周期律可知，非金屬性N＞As，則As的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性比NH₃弱，
故答案為：ⅤA；弱；
（2）由圖象可知，As₂O₅分解為As₂O₃需要吸收的熱量為-619kJ/mol-（-914.6kJ/mol）=+295.4 kJ•mol^-1，則熱化學方程式As₂O₅（s）=As₂O₃（s）+O₂（g）△H=+295.4 kJ•mol^-1，
故答案為：As₂O₅（s）=As₂O₃（s）+O₂（g）△H=+295.4 kJ•mol^-1；
（3）①B中滴加濃鹽酸時發(fā)生AsO₄^3-+2I^-+2H⁺?AsO₃^3-+I₂+H₂O，A中C₁棒為負極，發(fā)生2I^--2e^-=I₂，C₂為正極發(fā)生還原反應，電極反應為AsO₄^2-+2H⁺+2e^-=AsO₃^2-+H₂O，
故答案為：AsO₄^2-+2H⁺+2e^-=AsO₃^2-+H₂O；
②向B中滴加過量濃NaOH溶液，發(fā)生AsO₃^3-+I₂+2OH^-?AsO₄^3-+2I^-+H₂O，C₂棒為負極，電子由負極流向正極，可觀察到電流計指針向左偏，
故答案為：向左偏．
（4）①因為As₂O₅為堿性氧化物，與NaOH溶液反應生成鹽和水，所以離子方程式為：As₂O₅+6OH^-═2AsO₄^3-+3H₂O，
故答案為：As₂O₅+6OH^-═2AsO₄^3-+3H₂O；
②上述混合液用0.02500mol•L^-1的I₂溶液滴定，消耗I₂溶液20.00mL，根據(jù)AsO₃^3-+I₂+H₂O═AsO₄^3-+2I^-+2H⁺反應，
則消耗AsO₃^3-的物質(zhì)的量為0.02500mol•L^-1×20.00×10^-3L=5×10^-4mol，新生成的AsO₄^3-的物質(zhì)的量也為5×10^-4mol；
設原As₂O₅ 的物質(zhì)的量：x，
由As₂O₅→2AsO₄^3-，則由As₂O₅ 與氫氧化鈉反應生成的AsO₄^3-的物質(zhì)的量為2x，
后又加入過量的KI，又發(fā)生AsO₄^2-+2I^-+2H⁺═AsO₃^2-+I₂+H₂O，析出的I₂又用0.1000mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液滴定，發(fā)生反應為I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆，
消耗Na₂S₂O₃溶液30.00mL，
所以有AsO₄^3-～I₂～2Na₂S₂O₃
      1             2
 2x+5×10^-4  0.1×30×10^-3
解得：x=0.0005 mol
m（As₂O₅）=0.0005×230=0.115 g
故答案為：0.115．

點評 本題考查較綜合，涉及元素的位置及元素周期律、熱化學方程式、原電池的工作原理等，注重高考高頻考點的考查，側(cè)重學生分析能力及知識遷移應用能力的考查，（4）為解答的難點，注意利用反應方程式中各物質(zhì)之間的關系計算，題目難度中等．