Question

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

（1）砷的常見氧化物有As2O3和As2O5，其中As2O5熱穩定性差。根據圖1寫出As2O5分解為As2O3的熱化學方程式_________________。

（2）砷酸鈉具有氧化性，298 K時，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，發生下列反應：AsO43-(無色)+2I-+2H+AsO33-(無色)+I2(淺黃色)+H2O ΔH。測得溶液中c(I2)與時間(t)的關系如圖2所示（溶液體積變化忽略不計）。

①下列情況表明上述可逆反應達到平衡狀態的是_______（填字母代號）。

a．溶液顏色保持不再變化 b．c(AsO33-)+c(AsO43-)不再變化

c．AsO43-的生成速率等于I2的生成速率 d． 保持不再變化

②0～10 min內，I的反應速率v(I)＝_______。

③在該條件下，上述反應的平衡常數K＝______。

④升高溫度，溶液中AsO43-的平衡轉化率減小，則該反應的 ΔH______0(填“大于”“小于”或“等于”)。

（3）利用（2）中反應可測定含As2O3和As2O5的試樣中的各組分含量（所含雜質對測定無影響），過程如下：

①將試樣0.2000 g溶于NaOH溶液，得到含AsO33-和AsO43-的混合溶液。

②上述混合液用0.02500 molL-1的I2溶液滴定，用____ 做指示劑進行滴定。重復滴定2次，平均消耗I2溶液40.00 mL。則試樣中As2O5的質量分數是______。

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

Answer 1

【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，正逆反應速率相等； d． 為定值等于1:1；

②根據 計算0～10 min內I的反應速率。

③利用“三段式”計算平衡常數K。

④升高溫度，溶液中AsO43-的平衡轉化率減小，說明平衡逆向移動。

（3）②根據淀粉遇碘變藍色選擇指示劑。根據關系式計算試樣中As2O5的質量分數。

（4）根據元素守恒As4S4在空氣中加熱至300℃時會生成兩種氧化物，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，根據電子守恒化學方程式。

解析：（1）根據圖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 ，說明碘單質的濃度不變，一定達到平衡狀態，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錯誤；c．AsO43-的生成速率等于I2的生成速率，正逆反應速率相等，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錯誤。

②根據 ， 0.0015 mol/(L·min)， 0.003 mol/(L·min)。

③

4.5×106；

④升高溫度，溶液中AsO43-的平衡轉化率減小，說明平衡逆向移動，正反應放熱，ΔH < 0。

（3）②淀粉遇碘變藍色，指示劑為淀粉。

設As2O3的質量為xg

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

X=0099g

As2O5的質量分數是 50.50%

（4）根據元素守恒As4S4在空氣中加熱至300℃時會生成兩種氧化物，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，根據電子守恒化學方程式為2H2O2+H2O+As2O3＝2H3AsO4。