Question

【題目】砷為VA族元素，金屬冶煉過程產生的含砷有毒廢棄物需處理與檢測．
（1）冶煉廢水中砷元素主要以亞砷酸（H3AsO3）形式存在，可用化學沉降法處理酸性高濃度含砷廢水，其工藝流程如下：

已知：I．As2 S3與過量的S2一存在以下反應：As2S3+3S2﹣2AsS
II．亞砷酸鹽的溶解性大于相應砷酸鹽
①亞砷酸中砷元素的化合價為 ．
②砷酸的電離方程式為 ．
③“一級沉砷”中FeSO4的作用是 ．
④“二級沉砷”中H2 O2與含砷物質反應的化學方程式為 ．
⑤沉淀X為（填化學式）．
（2）冶煉廢渣中的砷元素主要以As203的形式存在，可用古氏試砷法半定量檢測（As的最低檢出限為3.0x 10 ﹣6g）．
步驟1：取10g廢渣樣品，粉碎后與鋅粉混合，加人H2 SO4共熱，生成AsH3氣體．
步驟2：將AsH3氣體通人AgNO3溶液中，生成銀鏡和As2 O3 ．
步驟3：取1g廢渣樣品，重復上述實驗，未見銀鏡生成．
①AsH3的電子式為 ．
②步驟2的離子方程式為 ．
③固體廢棄物的排放標準中，砷元素不得高于4.0×10一5gkg一1 ， 請通過計算說明該廢渣是否符合排放標準 ．

Answer 1

【答案】
（1）+3；H3AsO4?H++H2AsO4﹣；除去過量的硫離子，As2S3+3S2﹣?2AsS32﹣使平衡逆向進行，提高沉砷效果；H2AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O；CaSO4
（2）；12Ag++2AsH3+3H2O=12Ag↓+As2O3+12H+；該廢渣中砷元素含量超過3.0×10﹣4g/kg，不符合排放標準
【解析】解：（1）①亞砷酸（H3AsO3）中，氧元素化合價為﹣2價，氫元素化合價為+1價，砷元素化合價設為x，+1×3+x+（﹣2）×3=0，x=+3，
所以答案是：+3；②第ⅤA族非金屬元素形成最高價含氧酸中磷、砷形成的含氧酸都是弱酸，水溶液中分步電離，電離方程式為：H3AsO4H++H2AsO4﹣ ，
所以答案是：H3AsO4H++H2AsO4﹣；③“一級沉砷”中FeSO4的作用是除去過量的硫離子，As2S3+3S2﹣2AsS32﹣使平衡逆向進行，提高沉砷效果，
所以答案是：除去過量的硫離子，As2S3+3S2﹣2AsS32﹣使平衡逆向進行，提高沉砷效果；④“二級沉砷”中H2 O2與含砷物質發生氧化還原反應，氧化亞砷酸為砷酸；，反應的化學方程式為：H2AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O，
所以答案是：H2AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O；⑤流程分析可知，加入氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和砷酸反應生成砷酸鈣沉淀、和鐵離子反應生成氫氧化鐵沉淀，鈣離子結合硫酸根離子形成硫酸鈣沉淀，所以沉淀X為CaSO4 ，
所以答案是：CaSO4；（2）①AsH3和氨氣分子結構相同為共價化合物，砷原子和三個氫原子形成三個As﹣H鍵，電子式為： ，
所以答案是： ；②將AsH3氣體通人AgNO3溶液中，生成銀鏡和As2O3 ， 結合電荷守恒、原子守恒配平書寫離子方程式為：12Ag++2AsH3+3H2O=12Ag↓+As2O3+12H+ ，
所以答案是：12Ag++2AsH3+3H2O=12Ag↓+As2O3+12H+；③As的最低檢出限為3.0x 10 ﹣6g，取1g廢渣樣品，重復上述實驗，未見銀鏡生成，取10g廢渣樣品最后生成銀鏡和As2 O3 ． 則10g廢渣含砷量最少為3.0x 10 ﹣6g，含砷量大于3.0×10﹣4g/kg＞4.0×10一5gkg﹣1 ， 不符合排放標準，
所以答案是：該廢渣中砷元素含量超過3.0×10﹣4g/kg，不符合排放標準；