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As₂O₃）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·L⁻¹ Na₃AsO₃、20 mL 3x mol·L⁻¹ 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·L⁻¹

②t_m时，v_正_____ v_逆（填“大于”“小于”或“等于”）。

③t_m时v_逆_____ t_n时v_逆（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为___________。

答案

【答案】

（1）

（2）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 

（3）2△H₁-3△H₂-△H₃

（4）①ac、大于、 小于、 t_m时AsO₄^3-浓度更小，反应速率更慢、K= 

【解析】

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(AsO₄^3-)/c(AsO₃^3-)不再变化时，c(AsO₄^3-)与c(AsO₃^3-)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：

【名师点睛】考查盖斯定律的应用、化学平衡的计算及平衡状态的判断等，其中盖斯定律的基本使用方法：①写出目标方程式；②确定“过渡物质”(要消去的物质)；③用消元法逐一消去“过渡物质”，平时要多练习，才能熟能生巧。另外反应到达平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化。反应前后不改变的量不能作为判断化学平衡的依据，如本反应中随反应的进行AsO₄³⁻和I⁻的物质的量在变化，但二者浓度比始终是1:2，不能作用为判断平衡的依据。