Question

【题目】砷为VA族元素，金属冶炼过程产生的含砷有毒废弃物需处理与检测。

I.冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在，可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水，其工艺流程如图：

已知：①As2S3与过量的S2－存在以下反应：As2S3(s)＋3S2－(aq)2AsS33－(aq)；

②亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。

（1）亚砷酸中砷元素的化合价为____；砷酸的第一步电离方程式为______。

（2）“一级沉砷”中FeSO4的作用是_____；“二级沉砷”中H2O2与含砷物质反应的化学方程式为_______。

（3）沉淀X为____(填化学式)。

Ⅱ.冶炼废渣中的砷元素主要以As2S3的形式存在，粉碎后与锌粉混合，加入H2SO4共热，生成AsH3气体。将AsH3气体通入AgNO3溶液中，生成银镜和As2O3。

（4）AsH3的电子式为______。

Answer 1

【答案】+3 H3AsO4H++H2AsO4- 除去过量的硫离子，As2S3+3S2-2AsS32-使平衡逆向进行，提高沉砷效果 H2AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O CaSO4

【解析】

废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在，加入硫化钠、硫酸亚铁除去过量的硫离子，过滤得到As2S3和FeS，滤液中加入过氧化氢和氧化钙，H2 O2与含砷物质发生氧化还原反应，氧化亚砷酸为砷酸，过滤得到砷酸铁、砷酸钙、氢氧化铁、沉淀硫酸钙等；

(1)根据化合物中化合价代数和为0计算；砷酸为弱酸，分步电离；

(2)As2 S3与过量的S2-反应，As2S3(s)+3S2-(aq)2AsS33-(aq)，根据化学平衡移动分析FeSO4的作用；由流程可知：“二级沉砷”中H2O2与H3AsO3反应生成H3AsO4；

(3)流程分析可知钙离子结合硫酸根离子形成硫酸钙沉淀；

(4)AsH3和氨气分子结构相同为共价化合物，砷原子和三个氢原子形成三个As-H键。

(1)亚砷酸(H3AsO3)中氢元素+1价，氧元素-2价，化合物化合价代数和为0，则砷元素的化合价为+3价；第ⅤA族非金属元素形成最高价含氧酸中磷、砷形成的含氧酸都是弱酸，水溶液中分步电离，电离方程式为：H3AsO4H++H2AsO4-；

(2)废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在，加入硫化钠、硫酸亚铁除去过量的硫离子，过滤得到As2S3和FeS，滤液中加入过氧化氢和氧化钙，H2 O2与含砷物质发生氧化还原反应，氧化亚砷酸为砷酸，过滤得到砷酸铁、砷酸钙、氢氧化铁、沉淀硫酸钙等；

“一级沉砷”中FeSO4的作用是除去过量的硫离子，As2S3+3S2-2AsS32-使平衡逆向进行，提高沉砷效果，亚铁离子与过量的S2-结合生成FeS沉淀，防止AS2O3与S2-结合生成AsS33-；“二级沉砷”中H2 O2与含砷物质发生氧化还原反应，氧化亚砷酸为砷酸，反应的化学方程式为：H2AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O；

(3)流程分析可知，加入氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和砷酸反应生成砷酸钙沉淀、和铁离子反应生成氢氧化铁沉淀，钙离子结合硫酸根离子形成硫酸钙沉淀，所以沉淀X为CaSO4；

(4)AsH3和氨气分子结构相似，都属于共价化合物，砷原子和三个氢原子形成三个As-H键，其电子式为。