Question

【題目】工業(yè)上采用酸性高濃度含砷廢水(砷主要以亞砷酸H3AsO3形式存在)提取中藥藥劑As2O3。工藝流程如下：

回答下列問題：

（1）已知砷元素與N同一主族，原子比N原子多兩個(gè)電子層，則砷元素的原子序數(shù)為________，“沉砷”中所用Na2S的電子式為_____________。

（2）已知：As2S3與過量的S2-存在以下反應(yīng)：As2S3(s)+3S2-(aq) 2AsS33- ；“沉砷”中FeSO4的作用是___________________________。

（3）“焙燒”過程中由于條件的原因，生成的三氧化二鐵中混有四氧化三鐵，證明四氧化三鐵存在的試劑是_________________________________。(寫名稱)

（4）調(diào)節(jié)pH=0時(shí)，由Na3AsO4制備As2O3的離子方程式為：_______________。

（5）一定條件下，用雄黃(As4S4)制備As2O3的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。若反應(yīng)中，1molAs4S4(其中As元素的化合價(jià)為+2價(jià))參加反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移28mole-，則物質(zhì)a為___________。(填化學(xué)式)

（6）某原電池裝置如圖，電池總反應(yīng)為：AsO43-+2I-+H2OAsO33-+I2+2OH-。當(dāng)P池中溶液由無(wú)色變成藍(lán)色時(shí)，正極上的電極反應(yīng)式為____________________________。一段時(shí)間后電流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。欲使指針偏轉(zhuǎn)方向與起始時(shí)相反，可采取的措施是____________(舉一例)。

Answer 1

【答案】33 與過量的S2-結(jié)合生成FeS沉淀，防止As2S3與S2-結(jié)合生成AsS33-（或與S2-結(jié)合生成FeS沉淀，使平衡左移，提高沉砷效果） 稀硫酸、鐵氰化鉀（或稀硫酸、高錳酸鉀） 2AsO43-+2SO2+2H+=As2O3↓+ 2SO42-+H2O SO2 AsO43-+H2O+2e-AsO33-+2OH- 向Q加入Na3AsO3固體或加入堿（NaOH等）

【解析】

酸性高濃度含砷廢水加入硫化鈉、硫酸亞鐵，其中硫酸亞鐵可除去過量的硫離子，過濾得到As2S3和FeS，焙燒，可生成As2O3、氧化鐵，加入氫氧化鈉溶液生成Na3AsO3，氧化生成Na3AsO4，生成的氣體為二氧化硫，與Na3AsO4在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成As2O3，以此解答該題。

(1)已知砷元素與N同一主族，原子比N原子多兩個(gè)電子層，砷為第四周期元素，第二周期有8種元素，第三周期有18種元素，則兩者原子序數(shù)相差8+18=26，故砷元素的原子序數(shù)為26+7=33，硫化鈉為離子化合物，電子式為；

(2)亞鐵離子與過量的S2-結(jié)合生成FeS沉淀，防止AS2O3與S2-結(jié)合生成AsS33-，即As2S3+3S2-2AsS32-使平衡逆向進(jìn)行，提高沉砷效果；

(3)四氧化三鐵含有+2價(jià)鐵，具有還原性，可先用稀硫酸溶解，再在酸性條件下，滴加高錳酸鉀溶液，溶液褪色，即可證明四氧化三鐵存在，則可用硫酸、高錳酸鉀檢驗(yàn)；

(4)調(diào)節(jié)pH=0時(shí)，由Na3AsO4制備As2O3的離子方程式為2AsO43-+2SO2+2H+=As2O3↓+2SO42-+H2O；

(5)As4S4中As為+2價(jià)、S為-2價(jià)，且生成As2O3，1molAs4S4(其中As元素的化合價(jià)為+2價(jià))參加反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移28mole-，則4molS元素化合價(jià)升高6價(jià)，生成物化合價(jià)為+4價(jià)，應(yīng)為SO2；

(6)P池中溶液由無(wú)色變成藍(lán)色，說明P池Pt極為負(fù)極，則Q池中Pt極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為AsO43-+H2O+2e-=AsO33-+2OH-；一段時(shí)間后電流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明達(dá)到平衡狀態(tài)，加入NaOH溶液，反應(yīng)逆向進(jìn)行，此時(shí)Q池中Pt極為負(fù)極，電子應(yīng)由Q池流出，即指針偏轉(zhuǎn)方向與起始時(shí)相反。