Question

裝置如圖：D是鹽橋，E是穩(wěn)壓電源，R是可變電阻，K是開(kāi)關(guān)，G是靈敏電流計(jì)，C₁、C₂是碳棒，A、B是燒杯．
I．已知可逆反應(yīng)AsO₄^3-+2I^-+2H⁺?AsO₃^3-+I₂+H₂O．若A中盛KI和I₂溶液，B中盛Na₃AsO₄和Na₃AsO₃溶液，則當(dāng)K接向l，并向B中滴加濃鹽酸時(shí)，發(fā)現(xiàn)G中的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)：改向B中滴加40%的NaOH溶液時(shí)，G中的指針則向反方向偏轉(zhuǎn)．
（1）兩次操作過(guò)程中指針偏轉(zhuǎn)的原因是

 

．
（2）加鹽酸時(shí)，上述平衡向

 

移動(dòng)，C₁是

 

極（填“正”或“負(fù)”）．
（3）加NaOH溶液時(shí)，C₂上發(fā)生的電極反應(yīng)是

 

．
II．當(dāng)A中盛適量的1mol/L Na₂SO₄溶液，B中盛40mL一定濃度的KI-KHCO₃溶液，且K接向2時(shí)，可用該裝置來(lái)測(cè)定砷的含量．其操作如下：稱(chēng)取5.00g含砷的樣品，溶解后加入還原劑，使砷全部轉(zhuǎn)化為HAsO₃^2-，除去過(guò)量的還原劑后，再轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中配成250mL溶液，用移液管從中取出10mL加入B中，邊攪拌邊以適當(dāng)電流進(jìn)行電解，電解生成的I₂可將HAsO₃^2-快速、定量地氧化為HAsO₄^2-，電路中通過(guò)5.00×10^-6mol e^-便可使反應(yīng)進(jìn)行完全．
（4）宜用

 

做指示劑來(lái)表示反應(yīng)到達(dá)終點(diǎn)．
（5）假設(shè)樣品中的砷元素以As₂O₅（相對(duì)分子質(zhì)量為230）的形式存在，則樣品中As₂O₅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

 （計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理,中和滴定

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題,電化學(xué)專(zhuān)題

分析：（1）原電池裝置中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，有電流產(chǎn)生，所以操作過(guò)程中指針偏轉(zhuǎn)，
（2）根據(jù)平衡移動(dòng)原理來(lái)回答，反應(yīng)AsO₄^3-+2I^-+2H⁺?AsO₃^3-+I₂+H₂O中，失電子的是I元素，所以碘離子在陽(yáng)極上是失電子，AsO₄^3-在陰極上得電子，據(jù)此回答判斷；
（3）發(fā)生AsO₃^3-+I₂+2OH^-?AsO₄^3-+2I^-+H₂O，C₂棒為負(fù)極；
（4）根據(jù)滴定過(guò)程中有碘單質(zhì)參與，可以選用淀粉作為指示劑；
（5）根據(jù)元素守恒結(jié)合電子轉(zhuǎn)移情況來(lái)計(jì)算．

解答： 解：（1）由圖可知因兩次操作過(guò)程均能形成原電池，都是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，形成電流指針偏轉(zhuǎn)，故答案為：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，有電流通過(guò)；
（2）加鹽酸，氫離子濃度增加，平衡AsO₄^3-+2I^-+2H⁺?AsO₃^3-+I₂+H₂O正向移動(dòng)，C₁棒為負(fù)極，電極反應(yīng)發(fā)生2I^--2e^-=I₂；故答案為：右；負(fù)；
（3）加NaOH溶液時(shí)，C₂棒為負(fù)極，電極反應(yīng)為AsO₃^3-+H₂O-2e^-=AsO₄^3-+2H⁺，故答案為：AsO₃^3-+H₂O-2e^-=AsO₄^3-+2H⁺；
（4）沉淀過(guò)程中有碘單質(zhì)參與，所以選用淀粉作為指示劑，故答案為：淀粉；
（5）根據(jù)題意，結(jié)合元素守恒得到關(guān)系式：As₂O₅～2HAsO₃^2-～2HAsO₄^2-～4e^-
                                     1                      4
                                                      5.00×10^-6mol×25
所以As₂O₅的質(zhì)量百分含量=

5.00×10-6mol×25×230g/mol

4×5g

×100%≈0.144%．
故答案為：0.144%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電解池和原電池，明確電解質(zhì)的不同發(fā)生的電池反應(yīng)不同是解答本題的關(guān)鍵，并熟悉原電池和電解池的工作原理來(lái)解答即可，題目難度中等．