【題目】砷元素廣泛存在于自然界,砷與其化合物被運(yùn)用在農(nóng)藥、除草劑、殺蟲劑等。

1)砷的常見氧化物有As2O3As2O5,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(xué)方程式_________________。

2)砷酸鈉具有氧化性,298 K時(shí),在100 mL燒杯中加入10 mL 0.1 mol/L Na3AsO4溶液、20 mL 0.1 mol/L KI溶液和20 mL 0.05 mol/L硫酸溶液,發(fā)生下列反應(yīng):AsO43-(無色)+2I-+2H+AsO33-(無色)+I2(淺黃色)+H2O ΔH。測(cè)得溶液中c(I2)與時(shí)間(t)的關(guān)系如圖2所示(溶液體積變化忽略不計(jì))。

下列情況表明上述可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______(填字母代號(hào))。

a.溶液顏色保持不再變化 bc(AsO33-)+c(AsO43-)不再變化

cAsO43-的生成速率等于I2的生成速率 d 保持不再變化

②010 min內(nèi),I的反應(yīng)速率v(I)_______

在該條件下,上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K______。

升高溫度,溶液中AsO43-的平衡轉(zhuǎn)化率減小,則該反應(yīng)的 ΔH______0(大于”“小于等于”)。

3)利用(2)中反應(yīng)可測(cè)定含As2O3As2O5的試樣中的各組分含量(所含雜質(zhì)對(duì)測(cè)定無影響),過程如下:

將試樣0.2000 g溶于NaOH溶液,得到含AsO33-AsO43-的混合溶液。

上述混合液用0.02500 molL-1I2溶液滴定,用____ 做指示劑進(jìn)行滴定。重復(fù)滴定2次,平均消耗I2溶液40.00 mL。則試樣中As2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是______

4)雄黃(As4S4)在空氣中加熱至300℃時(shí)會(huì)生成兩種氧化物,其中一種氧化物為劇毒的砒霜(As2O3),另一種氧化物為______(填化學(xué)式),可用雙氧水將As2O3氧化為H3AsO4而除去,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_________。

【答案】 As2O5(s)=As2O3(s)+O2(g ) △H=+295.4 kJ/mol ac 0.003 mol/(L·min) 4.5×106 小于 淀粉 50.50% SO2 2H2O2+H2O+As2O3=2H3AsO4

【解析】試題分析:(1)根據(jù)圖1可知,1 molAs2O5分解生成1 mol As2O3和1mol O2 吸收295.4 kJ能量;(2)①a.溶液顏色保持不再變化 ,說明碘單質(zhì)的濃度不變; b.c(AsO33-)+c(AsO43-)為定值等于0.06 mol/L;c.AsO43-的生成速率等于I2的生成速率,正逆反應(yīng)速率相等; d. 為定值等于1:1;

根據(jù) 計(jì)算0~10 min內(nèi)I的反應(yīng)速率。

利用三段式計(jì)算平衡常數(shù)K

④升高溫度,溶液中AsO43-的平衡轉(zhuǎn)化率減小,說明平衡逆向移動(dòng)

(3)②根據(jù)淀粉遇碘變藍(lán)色選擇指示劑。根據(jù)關(guān)系式計(jì)算試樣中As2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

(4)根據(jù)元素守恒As4S4在空氣中加熱至300℃時(shí)會(huì)生成兩種氧化物,其中一種氧化物為劇毒的砒霜(As2O3),另一種氧化物為SO2,雙氧水將As2O3氧化為H3AsO4根據(jù)電子守恒化學(xué)方程式。

解析(1)根據(jù)圖1可知,1 molAs2O5分解生成1 mol As2O3和1mol O2 吸收295.4 kJ能量, As2O5分解為As2O3的熱化學(xué)方程式為As2O5(s)=As2O3(s)+O2(g ) H=+295.4 kJ/mol;(2)①a.溶液顏色保持不再變化 ,說明碘單質(zhì)的濃度不變一定達(dá)到平衡狀態(tài),故a正確; b.c(AsO33-)+c(AsO43-)為定值等于0.06 mol/L,c(AsO33-)+c(AsO43-)不再變化不一定平衡,故b錯(cuò)誤;c.AsO43-的生成速率等于I2的生成速率正逆反應(yīng)速率相等,一定平衡,故c正確; d. 為定值等于1:1, 保持不再變化不一定平衡,故d錯(cuò)誤

根據(jù) , 0.0015 mol/(L·min), 0.003 mol/(L·min)。

4.5×106;

④升高溫度,溶液中AsO43-的平衡轉(zhuǎn)化率減小說明平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)放熱,ΔH < 0。

(3)②淀粉遇碘變藍(lán)色指示劑為淀粉。

設(shè)As2O3的質(zhì)量為xg

根據(jù)AsO43-(無色)+2I-+2H+AsO33-(無色)+I2(淺黃色)+H2O可知,

X=0.099g

As2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 50.50%

(4)根據(jù)元素守恒As4S4在空氣中加熱至300℃時(shí)會(huì)生成兩種氧化物,其中一種氧化物為劇毒的砒霜(As2O3),另一種氧化物為SO2,雙氧水將As2O3氧化為H3AsO4根據(jù)電子守恒化學(xué)方程式為2H2O2+H2O+As2O3=2H3AsO4。

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