精做16 砷及化合物-备战2021年高考化学化工流程大题精做(原卷版)

专题16 砷及化合物
1．(2019届江苏省高三第二次全国大联考)工业上采用酸性高浓度含砷废水(砷主要以亚砷酸HAsO2形式存在，还含有少量Fe3+等杂质)提取重要化工原料As2O3。

工艺流程如下：
(1)“中和”时调节废水的pH为6，NaOH的作用是_____。

(2)“沉砷”时生成的沉淀是Cu(AsO2)2，发生反应的离子方程式是_____；此时使用了过量的CuSO4，原因是_____；沉砷时需控制体系的pH略显碱性，测得Cu(AsO2)2产物中铜元素含量较高，原因是_____。

(3)“还原”时发生反应的化学方程式是_____。

(4)下图表示其他条件不变下“还原”时，反应温度对砷浸出率和铜浸出率的影响(浸出率表示溶液中所要提取的元素被浸出的程度，即元素被浸出的百分率)：
为达到铜砷分离尽量彻底的目的，应选择的最佳温度是_____。

H AsO)形式存在。

可2．(2021届揭阳市高三下学期2月教学质量测试)冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(33
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23As S 与过量的2S -存在反应：23233As S 3S 2AsS -
-
+
回答下列问题：
(1)33H AsO 中As 元素的化合价是_______。

(2)“一级沉砷”中4FeSO 的作用是_______。

(3)“一级沉砷”后剩余的部分33H AsO 进入“二级沉砷”。

加入22H O 发生反应的化学方程式为①___；②___；③()24344243=Fe SO +2H AsO 2FeAsO +3H SO ↓。

(4)滤渣A 的成分除3Fe(OH)、()342Ca AsO 外还有____、___。

(5)“二级沉砷”处理后的废水中(
)21
Ca
0.01mol L
c +
-=⋅，则该溶液中(
)3Fe
c +
约为多少？___，(列式计算)
()342Ca AsO 、4FeAsO 的sp K 分别约为181.010-⨯、201.010-⨯。

3．(2021届肇庆市高三统一检测)我市某企业对高砷高锡铅阳极泥进行脱砷处理，分离出锡铅废渣的同时制备了砷酸钠晶体（342Na AsO 12H O ⋅）。

其工艺流程如下：
已知：i ．砷在高砷高锡铅阳极泥中以单质形式存在； ii ．砷酸钠晶体有毒性；
iii ．“浸出液”呈碱性，其主要成分为34Na AsO 和2NaAsO 。

请回答下列问题：
（1）储存砷酸钠晶体时应张贴的危险品标志为__________（填选项字母）。

A B C D
（2）焙烧前需要将阳极泥与碳酸钠固体充分混合，其目的是_____________。

（3）用控制变量法探究焙烧温度和焙烧时间对砷的浸出率影响如图，则应选择的最佳焙烧温度和时间分别为____________________。

（4）“焙烧”时生成34Na AsO 的化学方程式为_____________________。

（5）“氧化”过程中若使用22H O 作氧化剂，则发生反应的离子方程式为______________。

（6）“一系列操作”具体为________、_______、过滤﹑洗涤、干燥。

（7）若1m kg 的阳极泥（砷百分含量为ω）经过上述工艺流程最后制得2342m kg Na AsO 12H O ⋅晶体，则砷酸钠晶体的产率为______________%。

（用含有1m 、2m 的式子表示，产率m =
100%m ⨯实际理论
）
4．(2021学年白山市高二上学期期末)工业上采用酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸(33H AsO )形式存在]提取中药药剂23As O ，工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)已知砷元素与N 同一主族，其原子比N 原子多两个电子层，则砷元素在周期表中的位置为___________，“沉砷”中与2Na S 反应的离子方程式为___________。

(2)已知23As S 与过量的2S -存在以下反应：()()23233
As S s 3S aq =2AsS -
-
+；“沉砷”中4FeSO 的作用是___________。

(3)验证“焙烧”过程中生成的是23Fe O 的试剂是盐酸和___________(写名称)，写出对应反应的离子方程式：
___________。

(4)用稀硫酸调节pH 0=，写出由34Na AsO 制备23As O 发生反应的化学方程式：___________。

5．(2021届杭州市高三4月二模)某研究小组根据文献模拟利用氨浸法从含砷氧化锌废渣(主要含砷、铜、镍、钴、银的氧化物)中制备碱式碳酸锌的流程如下：
已知：a ．氨浸时，所含杂质均能浸出，在浸出液中砷元素主要以砷酸根(3-4AsO )和亚砷酸根离子(3-
3AsO )的形式存在；砷酸铁(4FeAsO )难溶于水。

b ．()2+
+34324ZnO+2NH +2NH Zn NH +H O →
()2+
2+334Zn NH Zn +4NH →
()2+-2Zn +2OH Zn OH ↓→
2+2-33Zn +CO ZnCO ↓→
请回答：
(1)步骤Ⅰ，适当过量的氨气有利于锌的浸出，原因是___________。

(2)下列说法正确的是___________。

A ．步骤Ⅰ过滤后所得滤渣的成分只有铜、镍、钴、银
B ．加入硫酸亚铁、空气和4KMnO 的目的是为了将砷元素转化为沉淀
C ．步骤Ⅰ
蒸氨的主要目的是为了除去过量的氨气
D ．步骤Ⅰ过滤后所得滤渣中含有砷酸铁(4FeAsO )和()3Fe OH (3)步骤Ⅰ蒸氨过程同时有2CO 放出，原因是___________。

(4)如图为步骤Ⅰ中抽滤和洗涤所用装置，将下列操作按实验流程排序(各项操作只进行一次)：微开水龙头，抽气使滤纸紧贴在漏斗瓷板上→___________→结束抽滤。

a ．开大水龙头；
b ．转移溶液；
c ．关小水龙头；
d ．转移沉淀；
e ，加洗涤剂；
f ．关闭水龙头；
g ．断开吸滤瓶与抽气泵之间的橡皮管
(5)该研究小组同学利用热重法对所制得产品含锌量进行测定，方案是将样品置于___________(填仪器名称)中煅烧分解为氧化锌，为减小实验误差，加入样品称量前对该仪器需要进行的操作是：___________。

6．(2021届大庆市铁人中学高三上学期期中)磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途。

回答下列问题： (1)写出磷酸主要的电离方程式：__________________________________________。

(2)在碱性条件下，次磷酸盐可用于化学镀银，完成其反应的离子方程式。

__-22H PO ＋___Ag ＋＋__________=__3-
4PO ＋__Ag ＋__________
(3)由工业白磷(含少量砷、铁、镁等)制备高纯白磷(熔点44 Ⅰ，沸点280 Ⅰ)，主要生产流程如下：
①除砷过程在75 Ⅰ时进行，其合理的原因是________(填字母)。

a ．使白磷熔化，提高反应活性 b ．降低白磷的毒性
c ．温度不宜过高，防止硝酸分解
d ．适当提高温度，增大反应速率
②生产过程在高纯氮气保护下进行，其目的是____________________________________。

③硝酸氧化除砷时被还原为NO ，写出砷转化为砷酸的化学方程式：_______________。

氧化相同质量的砷，当转化为亚砷酸的量越多时，消耗硝酸的量越________(填“多”或“少”)。

④某条件下，用一定量的硝酸处理一定量的工业白磷，砷的脱除率及磷的产率随硝酸质量分数的变化如图所示，砷的脱除率从a 点到b 点降低的原因是___________________________。

7．(2021学年潍坊市期末统考)制备高铁酸钾[K2FeO4]并用其除去土壤和废水中的有机砷(HAPA)与无机砷[+3价砷表示As(Ⅰ)]的流程如图所示：
已知：酸性越强，K2FeO4越容易发生反应生成O2。

回答下列问题：
(1)生成K2FeO4的化学方程式为___。

(2)K2FeO4去除砷污染时作__(填“氧化剂”或“还原剂”)。

若污染物中的砷全部以Na3AsO3计，则去除全部污染时Na3AsO3与K2FeO4的物质的量之比为__。

(3)氢离子浓度、高铁酸钾的用量对HAPA和As(Ⅰ)去除效果的影响如图所示。

①氢离子浓度为3×10-5mol•L-1时去除率低，原因是(用离子方程式表示)__。

②最佳铁砷质量比为___，理由是__。

8．(2021届陕西省高三上学期第一次联考)从砷盐净化渣（成分为Cu、As、Zn、ZnO、Co和SiO2）中回收有利用价值的金属，解决了长期以来影响砷盐净化工艺推广的技术难题，具有较强的实践指导意义。

其工艺流程如下∶
回答下列问题∶
（1）在“选择浸Zn”之前，将砷盐净化渣进行球磨的目的是___________。

其他条件不变时，Zn和Co的浸出率随pH变化如图所示，则“选择浸Zn”过程中，最好控制溶液的pH=_____。

（2）“氧化浸出”时，As被氧化为H3AsO4的化学方程式为___________。

“浸渣”的主要成分为_____________（填化学式）。

（3）用NaOH溶液调节氧化浸出液至弱酸性，再加入Na3AsO4进行“沉铜”，得到难溶性的Cu5H2（AsO4）
·2H2O，则“沉铜”的离子方程式为_____________。

4
（4）“碱浸”时，除回收得到Cu（OH）2外，还得到物质M，且M在该工艺流程中可循环利用，M的化学式为_____________。

（5）为测定草酸钴产品的纯度，现称取mg样品，先用适当试剂将其转化，得到纯净的酸铵溶液，再用过量的稀硫酸酸化，用c mol·L－1高锰酸钾标准液滴定，达到滴定终点时的现象为：___________。

共用去V mL 高锰酸钾标准液，则该草酸钴产品的纯度为：____________。

若酸化时用盐酸代替硫酸，测得的纯度将______（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。

9. (2021届内江市高三下学期3月第二次模拟)沉降法和吸附法是去除水体中砷(As)污染的有效措施，并可以实现As2O3的回收提取，流程见图：
(1)参考图1与图2，将废水pH调节至8.0时，其中所含三价砷和五价砷的最主要微粒分别是_______、_______。

H3AsO4的pK a1=-lgK a1=_______(具体数值)。

注：物种分布分数为各物种占其总和的比例
(2)通入空气的目的是_______。

(3)“沉砷”是石灰乳将砷元素转化为Ca5(AsO4)3OH沉淀，写出该步骤的离子方程式_______。

(4)溶液pH对吸附剂A表面所带电荷情况的影响如表：
在pH=4~7之间，吸附剂A对水中三价砷的去除能力_______(填“强于”或“弱于”)五价砷的，原因是_______。

(5)“SO2还原”产生了粗As2O3中的微溶杂质，它是_______。

用离子方程式表示其产生过程为_______。