[题目]砷为VA族元素.金属冶炼过程产生的含砷有毒废水需处理与检测.I．已知:As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)ΔH1H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH22As(s)+O2(g) =As2O5(s)ΔH3则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH= .II.冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在.� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】砷为VA族元素，金属冶炼过程产生的含砷有毒废水需处理与检测。

I．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=_______________。

II.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，其工艺流程如下：

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_________。

III.去除水体中的砷，将As(Ⅲ)转化为As(Ⅴ)，也可选用NaClO实现该转化。研究NaClO投加量对As(Ⅲ)氧化率的影响得到如下结果：

已知：投料前水样pH＝5.81，0.1mol/LNaClO溶液pH＝10.5，溶液中起氧化作用的物质是次氯酸。产生此结果的原因是_________________________________________。

【答案】 2△H1-3△H2-△H3 +3 H3AsO4H++H2AsO4- 沉淀过量的S2-，使As2O3(a)+3S2-(aq)2AsS32-(aq)平衡左移，提高沉砷效果。 H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O 起氧化作用的物质是次氯酸，NaClO溶液为碱性，当加入量大时，溶液碱性增强，NaClO溶液浓度增大，水解程度降低，次氯酸不易生成，所以As(Ⅲ)氧化率降低

【解析】I．①As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)ΔH1，②H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH2，③2As(s)+O2(g) =As2O5(s)ΔH3，根据盖斯定律，将①×2-②×3-③得：As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH=2△H1-3△H2-△H3，故答案为：2△H1-3△H2-△H3；

II.(1)亚砷酸(H3AsO3)中，氧元素化合价为-2价，氢元素化合价为+1价，砷元素化合价设为x，+1×3+x+(-2)×3=0，x=+3；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-，故答案为：+3；H3AsO4H++H2AsO4-；

(2)“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，“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，故答案为：沉淀过量的硫离子，使As2S3+3S2-2AsS32-使平衡逆向进行，提高沉砷效果；H2AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O；

III.投料前水样pH=5.81，0.1mol/LNaClO溶液pH=10.5，溶液中起氧化作用的物质是次氯酸．产生此结果的原因是：起氧化作用的物质是次氯酸，NaClO溶液为碱性，当加入量大时，溶液碱性增强，NaClO溶液浓度增大，水解程度降低，次氯酸不易生成，所以As(Ⅲ)氧化率降低，故答案为：起氧化作用的物质是次氯酸，NaClO溶液为碱性，当加入量大时，溶液碱性增强，NaClO溶液浓度增大，水解程度降低，次氯酸不易生成，所以As(Ⅲ)氧化率降低。

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（1）已知下列热化学方程式

①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH（g） +H2O (g)△H= -49.0 kJ/mol

②CH4(g)+2O2(g)=2H2O(g) +CO2(g) △H= -802.3 kJ/mol

③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol

④H2O(g)=H2O(l) △H= -44.0 kJ-mol

则CH4(g)+1/2O2(g)=CH3OH(g) △H =____________。

（2）工业上合成甲醇的另一种方法是2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) △H。

一定温度下在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生上述反应，相关物理量见下表：

容器	温度/K	物质的起始浓度/molL-1			物质的平衡浓度/mol.L-1
容器	温度/K	c(H2)	c(CO)	c(CH3OH)	c(CH3OH)
I	400	0.20	0.10	0	0.080
II	400	0.40	0.20	0
III	500	0	0	0.10	0.025

①该反应的△H______0(填“>”或“<”)。

②达到平衡时，容器I中c(CH3OH)_____0.16mol/L(填“>” “<” 或“=”)。

③400 K 时该反应的平衡常数K=________。

(3)文献报道某课题组利用CO2催化缺化制甲烷的研究过程如下:

反应结束后，气体中检测到CH4和H2，滤液中检测到HCOOH，固体中检测到镍粉和Fe3O4。CH4、HCOOH、H2 的产量和镍粉用量的关系如下图所示(仪改变镍粉用量，其他条件不变)。研究人员根据实验结果得出结论:HCOOH 是CO2转化为CH4 的中间体，即:

①写出产生H2的反应方程式_________。

②由图可知，镍粉是_______(填字母)。

a.反应I的催化剂 b.反应II 的催化剂

c.反应I和II的催化剂 d.不是催化剂

③当镍粉用量从1mmol增加到10mmol，反应速率的变化情况是______(填字母)。

a.反应1的速率增加，反应II的速率不变

b.反应I的速率不变，反应II的速率增加

c.反应I、II的速率均不变

d.反应I、II的速率均增加，且反应I的速率增加得快

e.反应I、II的速率均增加，且反应II 的速率增加得快

f.反应I的速率减小，反应II的速率增加

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