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砷(As)是第四周期ⅤA族元素,可以形成As2O3、As2O5、H3AsO3、H...

砷(As)是第四周期ⅤA族元素,可以形成As2O3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题:

(1)画出砷的原子结构示意图____________

(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式________。该反应需要在加压下进行,原因是________

(3)已知:As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)         ΔH1

H2(g)+O2(g)=H2O(l)                   ΔH2

2As(s)+O2(g) =As2O5(s)                ΔH3

则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =_________

(4)298 K时,将20 mL 3x mol·L1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L1 I2和20 mL NaOH溶液混合,发生反应:AsO33(aq)+I2(aq)+2OH AsO43(aq)+2I(aq)+ H2O(l)。溶液中c(AsO43)与反应时间(t)的关系如图所示。

①下列可判断反应达到平衡的是__________(填标号)。

a.溶液的pH不再变化

b.v(I)=2v(AsO33)

c. c (AsO43)/c (AsO33)不再变化

d. c(I)=y mol·L1

tm时,v_____ v(填“大于”“小于”或“等于”)。

tmv_____ tnv(填“大于”“小于”或“等于”),理由是_____________

④若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K___________

 

2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S 增加反应物O2的浓度,能够有效提高As2S3的转化率 2△H1-3△H2-△H3 ac 大于 小于 tm时AsO43-浓度更小,反应速率更慢 K= 【解析】(1)砷是33号元素,原子核外电子排布式[Ar]3d104s24p3,原子结构示意图正确答案:; (2)原已知可以得到As2S3+O2→H3AsO4+S,As2S3总共升高10价,得失电子配平得2As2S3+5O2→4H3AsO4+6S,再考虑质量守恒,反应前少12H、6O ,所以反应原理为2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S。该反应加压时,增加反应物O2的浓度,平衡正向移动,能够有效提高As2S3的转化率; (3)待求解反应可以由反应①×2-反应②×3-反应③,则△H=2△H1-3△H2-△H3 ; (4)①a溶液pH不变时,则c(OH-)也保持不变,反应处于平衡状态;b 根据速率关系,v(I-)/2=v(AsO33-),则b的等式始终成立,反应不一定处于平衡状态;c由于提供的Na3ASO3总量一定,所以c(AsO43-)/c(AsO33-)不再变化时,c(AsO43-)与c(AsO33-)也保持不变,反应处于平衡状态;d c(I-)=y mol/L时,即c(AsO43−)=c(I-),事实两者浓度关系一定是2c(AsO43−)=c(I-),则此时不是平衡状态,故答案:ac。②反应从正反应开始进行,tm时反应继续正向进行,v正>v逆。正确答案:大于。③tm时比tn时AsO43-浓度更小,所以逆反应速率也更小,正确答案:小于、tm时AsO43浓度更小,反应速率更慢。④反应前,三种溶液混合后,Na3ASO3浓度为 ,同理I2浓度为xmol/L,反应达到平衡时,生成c(AsO43-)为ymol/L,则反应生成I-浓度c(I-)=2ymol/L,消耗AsO33-、I2浓度均为ymol/L,平衡时c(AsO33-)为 (x-y) mol/L,c(I2)为(x-y)mol/L,溶液中c(OH-)=1mol/L,K=。  
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重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:

回答下列问题:

(1)步骤①的主要反应为:FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2

上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为__________。该步骤不能使用陶瓷容器,原因是________________

(2)滤渣1中含量最多的金属元素是____________,滤渣2的主要成分是_____________及含硅杂质。

(3)步骤④调滤液2的pH使之变____________(填“大”或“小”),原因是___________________(用离子方程式表示)。

(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到___________(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。

a.80℃        b.60℃        c.40℃        d.10℃

步骤⑤的反应类型是___________________

(5)某工厂用m1 kg 铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品 m2 kg,产率为_____________

 

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绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题:

(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气,溶液逐渐变红。由此可知:_____________________________

(2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为 m2 g。按下图连接好装置进行实验。

①仪器B的名称是____________________

②将下列实验操作步骤正确排序___________________(填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3 g。

a.点燃酒精灯,加热        b.熄灭酒精灯        c.关闭K1和K2

d.打开K1和K2,缓缓通入N2        e.称量A        f.冷却至室温

③根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x=________________(列式表示)。若实验时按a、d次序操作,则使x__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。

①C、D中的溶液依次为_________(填标号)。C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为_______________

a.品红        b.NaOH        c.BaCl2        d.Ba(NO3)2        e.浓H2SO4

②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式_____________________

 

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在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图,下列说法错误的是

A. 的数量级为

B. 反应为Cu+Cu2++2=2CuCl

C. 加入Cu越多,Cu+浓度越高,除效果越好

D. 2Cu+=Cu2++Cu平衡常数很大,反应趋于完全

 

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短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示,这四种元素原子的最外电子数之和为21。下列关系正确的是

 

 

W

X

 

Y

 

 

 

Z

 

 

A. 氢化物沸点:W<Z    B. 氧化物对应水化物的酸性:Y>W

C. 化合物熔点:Y2X3<YZ3    D. 简单离子的半径:Y<X

 

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全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是

A. 电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4

B. 电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重0.14 g

C. 石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性

D. 电池充电时间越长,电池中的Li2S2量越多

 

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