Question

【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S2一存在以下反應：As2S3(s)+3S2—(aq)2AsS33—(aq)；

II．亞砷酸鹽的溶解性大于相應砷酸鹽。

①亞砷酸中砷元素的化合價為 ；

②砷酸的第一步電離方程式為 ；

③“一級沉砷”中FeSO4的作用是 ；

④“二級沉砷”中H2O2與含砷物質反應的化學方程式為 ；

⑤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。

①AsH3的電子式為 ；

②步驟2的離子方程式為 ；

③固體廢棄物的排放標準中，砷元素不得高于4.0×10一5g·kg一1，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 。

Answer 1

【答案】（1）①+3；②H3AsO4H++H2AsO4—；

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

④H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O；⑤CaSO4；

（2）①；

②12Ag++2H3As+3H2O==12Ag↓+As2O3+12H+；

③不符合，因為該廢渣砷含量為(3.0×10－6g÷10g)×1000g/kg=3.0×10—4g/kg大于排入標準4.0×10一5g·kg一1。

【解析】

試題分析：（1）①根據H3AsO3，氧元素顯－2價，H元素顯＋1價，化合價代數和為0，As的價態(tài)為＋3價；②砷酸為弱酸，要分步電離，第一步電離：H3AsO4H++H2AsO4—；③根據流程圖，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；④根據流程圖，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，最小公倍數為2，因此化學反應方程式為：H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O；⑤一級沉砷中加入FeSO4，硫酸鈣微溶于水，因此沉淀X為CaSO4；(2)①As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：；②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，最小公倍數為6，離子反應方程式為：12Ag++2H3As+3H2O==12Ag↓+As2O3+12H+；③千克溶液中含As的質量為3.0×10－6×1000/10g/kg=3.0×10－4>4.0×10－5，因此不合格。