Question

【題目】砷及其化合物與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，廣泛應(yīng)用在殺蟲劑以及藥物中，回答下列問題：

（1）砷是第四周期ⅤA族元素。下列關(guān)于第ⅤA族元素及其化合物的說法不正確的是______（填序號）。

a．沸點(diǎn)： b．酸性：

c．的氧化物的水化物是強(qiáng)堿 d．形成的簡單離子半徑隨著原子序數(shù)遞增而增大

（2）工業(yè)生產(chǎn)中常用“古氏試砷法”檢驗(yàn)微量砷，其反應(yīng)原理為：

①將含砷化合物轉(zhuǎn)化為具有極強(qiáng)還原性的；

②與溶液反應(yīng)產(chǎn)生與另一種固體，該反應(yīng)的離子方程式為____。

（3）砷酸可用于制造殺蟲劑、藥物。溶于稀硝酸中可得砷酸，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。

（4）利用單質(zhì)鐵處理水體砷污染的原理為：單質(zhì)鐵在水體中被氧化腐蝕得到水合氧化鐵[和]，吸附沉降砷的化合物。在其它條件一定時(shí)，調(diào)節(jié)水樣的，得到除砷效率曲線如圖所示。

①請解釋水樣酸性較強(qiáng)時(shí)，除砷效率較低的原因是______________。

②國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水中砷的含量應(yīng)低于。某水樣中含砷總濃度為，若控制水樣的，出水后的砷濃度______（填“能”或“否”）達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

（5）反應(yīng) 。在容積為的密閉容器中進(jìn)行。起始時(shí)和均為。反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行，反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖所示。

①實(shí)驗(yàn)a從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率______（保留兩位有效數(shù)字）。

②與實(shí)驗(yàn)a相比，其他兩組改變的實(shí)驗(yàn)條件是：b______、c________。

③用表示開始時(shí)總壓強(qiáng)，表示平衡時(shí)總壓強(qiáng)，表示的平衡轉(zhuǎn)化率，則的表達(dá)式為____。

Answer 1

【答案】c 酸性較強(qiáng)時(shí)，不易生成水合氧化鐵，吸附能力下降，除砷效率低 能 使用催化劑 升高溫度 ％[或％]

【解析】

（1）根據(jù)元素周期律，用同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律解答；

（2）AsH3被氧化，生成物中有另一種固體，則AgNO3中的Ag+被還原為Ag，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的配平原則配平即可；

（3）由題中As2O3溶于稀硝酸中可得砷酸，As的化合價(jià)升高，被氧化，則HNO3被還原，由此可寫出反應(yīng)方程式；

（4）①單質(zhì)鐵處理水體砷污染的原理是：單質(zhì)鐵在水體中被氧化腐蝕得到水合氧化鐵，水合氧化鐵吸附沉降砷的化合物，結(jié)合水合氧化鐵的組成分析；

②由圖可以看出，當(dāng)pH=6時(shí)，As的去除率為80，此時(shí)溶液中剩余As為20，當(dāng)水未處理時(shí)，水樣中含砷總濃度為100μg·L -1，若控制水樣的pH=6，水中剩余的As為100μg·L -1=0.02mg/L，據(jù)此判斷；

（5）①依據(jù)起始時(shí)，AX3和X2均為0.2mol,結(jié)合壓強(qiáng)變化求算出AX3的變化量，就可得v(AX5)；

②根據(jù)圖中曲線的變化，結(jié)合反應(yīng)的特點(diǎn)，可以得出結(jié)論；

③依據(jù)反應(yīng)前后壓強(qiáng)的變化，通過列三行式，求算；

（1）N、P、As處于同主族，按N、P、As的順序，原子序數(shù)遞增，依據(jù)同主族元素隨原子序數(shù)遞增，非金屬性遞減，可知非金屬性NPAs。

a.因?yàn)?/span>NH3分子間存在氫鍵，而PH3分子間無氫鍵，所以：沸點(diǎn)NH3PH3，故a正確；

b.元素的非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng)，所以：酸性HNO3H3AsO4，故b正確；

c. As是非金屬元素，所以其氧化物的水化物不可能是強(qiáng)堿，故c錯(cuò)誤；

d.同主族元素，原子序數(shù)遞增，電子層數(shù)遞增，原子半徑遞增，形成的簡單離子的半徑也是遞增的，故d正確；

本題答案為c。

（2）由分析可知，反應(yīng)的離子方程式為：2AsH312Ag+3H2O=As2O312H+12Ag，本題答案為：2AsH312Ag+3H2O=As2O312H+12Ag。

（3）由題中As2O3溶于稀硝酸中可得砷酸，As的化合價(jià)升高，被氧化，則HNO3被還原，所以As2O3溶于稀硝酸中可得砷酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3As2O34HNO37H2O=6H3AsO44NO；本題答案為：3As2O34HNO37H2O=6H3AsO44NO。

（4）①單質(zhì)鐵處理水體砷污染的原理是：單質(zhì)鐵在水體中被氧化腐蝕得到水合氧化鐵，水合氧化鐵吸附沉降砷的化合物，若酸性較強(qiáng)，單質(zhì)鐵容易被腐蝕，不易生成水合氧化鐵，吸附能力下降，除砷效率低；本題答案為：酸性較強(qiáng)時(shí)，不易生成水合氧化鐵，吸附能力下降，除砷效率低。

②由圖可以看出，當(dāng)pH=6時(shí)，As的去除率為80，此時(shí)溶液中剩余As為20，當(dāng)水未處理時(shí)，水樣中含砷總濃度為100μg·L -1，若控制水樣的pH=6，水中剩余的As為100μg·L -1=0.02mg/L0.05mg/L，能達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)；本題答案為：能。

（5）①起始時(shí)AX3和X2均為0.2mol，即n0=0.4mol，總壓強(qiáng)為160KPa，平衡時(shí)總壓強(qiáng)為120KPa，設(shè)平衡時(shí)總物質(zhì)的量為n，根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比有n=0.30mol。根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行如下計(jì)算： 設(shè)生成AX5的量為x，，則（0.20-x）+（0.20-x）+x=0.30，x=0.10，所以實(shí)驗(yàn)a從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率v（AX5）=mol/(L·min)=1.7×10-4 mol/(L·min)，本題答案為：1.7×10-4 mol/(L·min)。

②對于曲線b，反應(yīng)速率增大，縮短了達(dá)到平衡的時(shí)間，而平衡并未移動，由此可知與實(shí)驗(yàn)a相比，b加入了催化劑，對于曲線c，和實(shí)驗(yàn)a相比，反應(yīng)速率加快，但平衡向逆反應(yīng)方向移動，反應(yīng)容器的容積和起始物質(zhì)的量未改變，但起始總壓強(qiáng)增大，所以是溫度升高；本題答案為：催化劑，升高溫度。

③用P0表示開始時(shí)總壓強(qiáng)，P表示平衡時(shí)總壓強(qiáng)，a表示AX3的平衡轉(zhuǎn)化率，設(shè)平衡時(shí)總物質(zhì)的量為n,根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比有：P0/P=0.4/n，n=0.4P/P0，據(jù)反應(yīng)進(jìn)行如下計(jì)算：

AX3(g)X2(g) AX5(g)

起始（mol） 0.2 0.2 0

變化(mol) X X X

平衡(mol) 0.2-X 0.2-X X

則（0.2-X）（0.2-X）X=n，X=0.4-n=0.4-0.4，則=2（1-p/p0）；

本題答案為： ％或％。