Question

2．砷（As）是第四周期第V A族元素，用化學(xué)用語回答問題：
（1）砷的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物化學(xué)式是H₃AsO₄，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性A_SH₃小于（填寫“大于”或“小于”）NH₃．
（2）砷在自然界中主要以硫化物形式（如雄黃As₄S₄、雌黃As₂S₃等）存在．雄黃和雌黃的轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖1所示：
①氣體物質(zhì)a是SO₂（填化學(xué)式）．
②第I步反應(yīng)的離子方程式是2As₂S₃+4H⁺+2Sn²⁺=As₄S₄+2H₂S+2Sn⁴⁺．

（3）Na₂HAsO₃溶液呈堿性，原因是HAsO₃^2-+H₂O?H₂AsO₃^-+OH^-（用離子方程式表示），該溶液中c（H₂AsO₃^-）＞ c（AsO₃^3-）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）某原電池裝置如圖2所示，電池總反應(yīng)為AsO₄^3-++2I^-+H₂O?AsO₃^3-+I₂+2OH^-．當(dāng)P池中溶液由無色變藍(lán)色時(shí)，正極上的電極反應(yīng)式為AsO₄^3-+2e^-+H₂O=AsO₃^3-+2OH^-；當(dāng)電流計(jì)指針歸中后向Q中加入一定量的NaOH，電流計(jì)指針反向偏轉(zhuǎn)，此時(shí)P中的反應(yīng)式是I₂+2e^-=2I^-．

Answer 1

分析 （1）As元素的最高正價(jià)為+5價(jià)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物化學(xué)式與磷酸相似；同主族從上到下，氫化物的穩(wěn)定性減弱；
（2）①雄黃在空氣中加熱至300℃時(shí)會(huì) 兩種氧化物，其中一種氧化物為劇毒的砒霜（As₂O₃），依據(jù)原子守恒可知另一種氧化物為二氧化硫；
②依據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系分析可知，雌黃（As₂S₃）酸性溶液中和Sn²⁺離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成As₄S₄、H₂S、Sn⁴⁺，結(jié)合電荷守恒、原子守恒配平書寫離子方程式；
（3）Na₂HAsO₃溶液呈堿性，是因?yàn)镠AsO₃^2-在溶液中發(fā)生水解反應(yīng)；HAsO₃^2-的水解程度大于電離程度；
（4）電池總反應(yīng)為AsO₄^3-+2I^-+H₂O?AsO₃^3-+I₂+2OH^-，當(dāng)P池中溶液由無色變成藍(lán)色時(shí)，說明P池生成I₂，發(fā)生氧化反應(yīng)，是負(fù)極，則Q池中發(fā)生正極的還原反應(yīng)，AsO₄^3-得電子還原為AsO₃^3-，加入NaOH溶液，反應(yīng)逆向進(jìn)行，此時(shí)Q池中發(fā)生氧化反應(yīng)為負(fù)極反應(yīng)，P為正極，P池中I₂得電子還原為I^-．

解答 解：（1）As元素的最高正價(jià)為+5價(jià)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物化學(xué)式與磷酸相似，則砷的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物化學(xué)式是H₃AsO₄；同主族從上到下，氫化物的穩(wěn)定性減弱，則氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性AsH₃小于NH₃；
故答案為：H₃AsO₄；小于；
（2）①雄黃在空氣中加熱時(shí)會(huì) 兩種氧化物，其中的一種氧化物為劇毒的砒霜（As₂O₃），由原子守恒可知反應(yīng)為：As₄S₄+7O₂$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$2As₂O₃+4SO₂，另一種氧化物為二氧化硫；
故答案為：SO₂；
②依據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系分析可知，雌黃（As₂S₃）酸性溶液中和Sn²⁺離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成As₄S₄、H₂S、Sn⁴⁺，結(jié)合電荷守恒、原子守恒配平書寫離子方程式為：2As₂S₃+4H⁺+2Sn²⁺=As₄S₄+2H₂S+2Sn⁴⁺，
故答案為：2As₂S₃+4H⁺+2Sn²⁺=As₄S₄+2H₂S+2Sn⁴⁺；
（3）Na₂HAsO₃溶液呈堿性，是因?yàn)镠AsO₃^2-在溶液中發(fā)生水解反應(yīng)，其水解反應(yīng)的離子方程式為HAsO₃^2-+H₂O?H₂AsO₃^-+OH^-；Na₂HAsO₃溶液呈堿性，說HAsO₃^2-的水解程度大于電離程度，所以該溶液中c（H₂AsO₃^-）＞c（AsO₃^3-）；
故答案為：HAsO₃^2-+H₂O?H₂AsO₃^-+OH^-；＞；
（4）電池總反應(yīng)為AsO₄^3-+2I^-+H₂O?AsO₃^3-+I₂+2OH^-，當(dāng)P池中溶液由無色變成藍(lán)色時(shí)，說明P池生成I₂，發(fā)生氧化反應(yīng)，是負(fù)極，則Q池中發(fā)生正極的還原反應(yīng)，AsO₄^3-得電子還原為AsO₃^3-，則正極的電極方程式為AsO₄^3-+2e^-+H₂O=AsO₃^3-+2OH^-；加入NaOH溶液，反應(yīng)逆向進(jìn)行，此時(shí)Q池中發(fā)生氧化反應(yīng)為負(fù)極反應(yīng)，P為正極，P池中I₂得電子還原為I^-，電極方程式為：I₂+2e^-=2I^-；
故答案為：AsO₄^3-+2e^-+H₂O=AsO₃^3-+2OH^-； I₂+2e^-=2I^-．

點(diǎn)評(píng) 本題以As及其化合物的性質(zhì)為研究對(duì)象，綜合考查了水解平衡與電離平衡、氧化還原反應(yīng)的分析與計(jì)算、原電池原理及平衡的移動(dòng)等，題目難度中等，對(duì)提高學(xué)生分析問題解決問題的能力培養(yǎng)有一定幫助，注意從得失電子的角度分析原電池反應(yīng)．