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【題目】工業(yè)上采用化學沉降法處理酸性高濃度含砷廢水(砷主要以亞砷酸H3AsO3形式存在),同時從沉渣中還可以提取出常用的中藥藥劑As2O3,基本實現了廢水處理過程的三廢零排放。工藝流如下:

回答下列問題:

(1)H3AsO3中,砷元素的化合價為__________

(2)H3AsO3是三元弱酸,第一步和第二步電離是通過和水中的OH-結合實現的,第三步則直接電離出H+,第一步電離方程式為H3AsO3+H2O[As(OH)4]-+H+,則第二步電離方程式為________________________________

(3)已知:As2S3與過量的S2-存在以下反應:As2S3(s)+3S2-(aq) 2AsS33-(aq); “一級沉砷FeSO4的作用是___________________________________________________

(4)“二級沉砷后,濾渣A的主要成分,除含有Ca3(AsO4)2 、FeAsO4、Fe(OH)3外,還有________(寫化學式)。

(5)寫出過程中,由Na3AsO4制備As2O3 的離子方程式 ____________________________ 。

(6)砷酸(H3AsO4)分步電離的平衡常數(25℃)為:K1=5.6×103 , K2=1.7×107 K3=4.0×1012, Na3AsO4的第一步水解的離子方程式為:AsO43+H2OHAsO42+OH,該步水解的平衡常數(25℃)為__________(保留兩位有效數字)。

(7)雌黃(As2S3)和雄黃(As4S4 )是自然界中常見的砷化物,一定條件下,兩者的轉化關系如下圖所示。若反應中,1mol As4S4(其中As元素的化合價為+2價)參加反應時,轉移28mole-,則物質a_________。

【答案】+3 [As(OH)4]-+H2O [As(OH)5]2-+H+ 沉淀過量S2-,使平衡As2S3(s)+3S2-(aq) 2AsS33-(aq)左移,提高沉砷效果 CaSO4 2AsO43+2SO2+2H+=As2O3+2SO42+H2O 2.5×103 SO2

【解析】

(1)根據H3AsO3中,化合價代數和為0的規(guī)則,確定砷元素的化合價;

(2)因第一步和第二步電離是通過和水中的OH-結合實現的,所以比較第一步電離方程式,可寫第二步電離的方程式;

(3)從As2S3(s)+3S2-(aq) 2AsS33-(aq);可逆反應入手,分析FeSO4的作用;

(4)“二級沉砷”是加入H2O2和CaO實現的,因為CaSO4難溶于酸,所以還有CaSO4;

(5)Ⅳ過程中,是Na3AsO4在酸性條件下和SO2反應制備As2O3 的;

(6)根據水解平衡常數公式,依據K3,可求水解平衡常數;

(7)依據圖示關系和守恒規(guī)律,可推出a;

(1)根據H3AsO3中,化合價代數和為0的規(guī)則,O為-2,H為+1,則As的化合價為+3;

本題答案為:+3;

(2)對比第一步電離方程式,可得第二步電離的電離方程式為:[As(OH)4]-+H2O [As(OH)5]2-+H+

本題答案為:[As(OH)4]-+H2O [As(OH)5]2-+H+;

(3)因為As2S3與過量的S2-存在以下可逆反應:As2S3(s)+3S2-(aq) 2AsS33-(aq);所以加入FeSO4,是S2-生成FeS(S),平衡向逆向移動,提高沉砷效果;

本題答案為:沉淀過量S2-,使平衡As2S3(s)+3S2-(aq) 2AsS33-(aq)左移,提高沉砷效果;

(4)“二級沉砷”是加入H2O2和CaO實現的,因為CaSO4難溶于酸,所以還有CaSO4;

本題答案為:CaSO4;

(5)Ⅳ過程中,是Na3AsO4在酸性條件下和SO2反應制備As2O3 的;所以離子方程式為:2AsO43-+2SO2+2H+=As2O3+2SO42-+H2O;

本題答案為:2AsO43-+2SO2+2H+=As2O3+2SO42-+H2O;

(6)水解的離子方程式為:AsO43-+H2OHAsO42-+OH,該步水解的平衡常數Kh=c(OH-)c(HAsO42-)/c(AsO43-)= c(OH-)c(HAsO42-)c(H+)/ c(AsO43-) c(H+)=Kw/K3==2.5;

本題答案為:2.5

(7)由轉化關系圖可以看出,此過程是As4S4和O2反應生成AS2O3和a,當有轉移28mole-,則有7molO2參加反應,依據質量守恒不難寫出反應的化學方程式為:As4S47O2=2 AS2O34SO2,故a是SO2;

本題答案為:SO2;

練習冊系列答案
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,

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2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)═P4(g)+6CaO(s)+10CO(g)H2

SiO2(s)+CaO(s)═CaSiO3(s)H3

用△H1、H2和△H3表示△H,則△H=______

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(a)      Ni2++      H2PO2+            Ni++      H2PO3+      

(b)6H2PO2+2H+═2P+4H2PO3+3H2

請在答題卡上寫出并配平反應式(a) ___________________________

②利用①中反應可在塑料鍍件表面沉積鎳﹣磷合金,從而達到化學鍍鎳的目的,這是一種常見的化學鍍.請從以下方面比較化學鍍與電鍍.

方法上的不同點:______;

原理上的不同點:______

化學鍍的優(yōu)點:______

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