【題目】砷為VA族元素,金屬冶煉過程產生的含砷有毒廢棄物需處理與檢測。

(l)冶煉廢水中砷元素主要以亞砷酸(H3 AsO3)形式存在,可用化學沉降法處理酸性高濃度含砷廢水,其工藝流程如下:

已知:I .As2 S3與過量的S2存在以下反應:As2S3(s)+3S2(aq)2AsS33(aq);

II.亞砷酸鹽的溶解性大于相應砷酸鹽。

亞砷酸中砷元素的化合價為 ;

砷酸的第一步電離方程式為 ;

一級沉砷中FeSO4的作用是 ;

二級沉砷中H2O2與含砷物質反應的化學方程式為 ;

沉淀X為 (填化學式)。

(2)冶煉廢渣中的砷元素主要以As2O3的形式存在,可用古氏試砷法半定量檢測(As的最低檢出限為3.0×10 6g)。

步驟1:取10 g廢渣樣品,粉碎后與鋅粉混合,加人H2 SO4共熱,生成H3As氣體。

步驟2:將H3As氣體通人AgNO3溶液中,生成銀鏡和As2O3。

步驟3:取1g廢渣樣品,重復上述實驗,未見銀鏡生成。

AsH3的電子式為 ;

步驟2的離子方程式為 ;

固體廢棄物的排放標準中,砷元素不得高于4.0×105g·kg1,請通過計算說明該排放的廢渣中砷元素的含量 (填符合、不符合排放標準,原因是

【答案】(1)+3;H3AsO4H++H2AsO4;

沉淀過量的S2,使As2S3(s)+3S2(aq)2AsS33(aq)平衡左移,提高沉砷效果;

H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O;CaSO4;

(2)

12Ag++2H3As+3H2O==12Ag↓+As2O3+12H+

不符合,因為該廢渣砷含量為(3.0×10-6g÷10g)×1000g/kg=3.0×104g/kg大于排入標準4.0×105g·kg1。

【解析】

試題分析:(1)根據(jù)H3AsO3,氧元素顯-2價,H元素顯+1價,化合價代數(shù)和為0,As的價態(tài)為+3價;砷酸為弱酸,要分步電離,第一步電離:H3AsO4H++H2AsO4根據(jù)流程圖,以及信息I,得出一級沉砷中加入FeSO4的作用是:沉淀過量的S2,使As2S3(s)+3S2(aq)2AsS33(aq)平衡左移,提高沉砷效果;根據(jù)流程圖,H2O2作氧化劑,把+3價As氧化成+5價,化合價升高2價,H2O2中O的化合價降低2價,最小公倍數(shù)為2,因此化學反應方程式為:H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O;一級沉砷中加入FeSO4,硫酸鈣微溶于水,因此沉淀X為CaSO4;(2)As和N同主族,因此AsH3的電子式,與NH3電子式相似,因此AsH3的電子式為:銀鏡為Ag,AgNO3作氧化劑,化合價有+1價0價,化合價降低1價,H3As作還原劑,化合價由-3價+3價,化合價升高6價,最小公倍數(shù)為6,離子反應方程式為:12Ag++2H3As+3H2O==12Ag↓+As2O3+12H+千克溶液中含As的質量為3.0×106×1000/10g/kg=3.0×104>4.0×105,因此不合格。

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4NH3(g)6NO(g)5N2(g)6H2O(g)H = 。

(2)某化學小組查閱資料知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反應歷程分兩步

第一步:2NO(g)N2O2(g) H1<0 v1=k1c2(NO) ;v1=k1c(N2O2)

第二步:N2O2(g)O2(g)2NO2(g) H2< 0

v2=k2c(N2O2)c(O2)v2=k2c2(NO2)

2NO(g)O2(g)2NO2(g)反應速率主要是由_______第一步第二步反應決定。

一定溫度下,反應2NO(g)O2(g)2NO2(g)達到平衡狀態(tài),請寫出用k1、k1k2、k2表示的平衡常數(shù)表達式K= ;升高溫度,K 增大、 不變

(3)利用活性炭涂層排氣管處理NOx的反應為:xC(s)2NOx(g)N2(g)xCO2(g) H <0;理論上,適當增加汽車排氣管(內壁為活性炭涂層長度______不能使NOx更加有效轉化為無毒尾氣排放,原因 。

(4)一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應 C(s)CO2(g)2CO(g)。平衡時,體系中氣體體積分數(shù)與溫度的關系如圖所示,則800℃時,反應達平衡CO2的轉化率為________保留一位小數(shù)。

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