Question

裝置如圖：D是鹽橋，E是穩壓電源，R是可變電阻，K是開關，G是靈敏電流計，C₁、C₂是碳棒，A、B是燒杯．
I．已知可逆反應AsO₄^3-+2I^-+2H⁺?AsO₃^3-+I₂+H₂O．若A中盛KI和I₂溶液，B中盛Na₃AsO₄和Na₃AsO₃溶液，則當K接向l，并向B中滴加濃鹽酸時，發現G中的指針發生偏轉：改向B中滴加40%的NaOH溶液時，G中的指針則向反方向偏轉．
（1）兩次操作過程中指針偏轉的原因是

 

．
（2）加鹽酸時，上述平衡向

 

移動，C₁是

 

極（填“正”或“負”）．
（3）加NaOH溶液時，C₂上發生的電極反應是

 

．
II．當A中盛適量的1mol/L Na₂SO₄溶液，B中盛40mL一定濃度的KI-KHCO₃溶液，且K接向2時，可用該裝置來測定砷的含量．其操作如下：稱取5.00g含砷的樣品，溶解后加入還原劑，使砷全部轉化為HAsO₃^2-，除去過量的還原劑后，再轉移到250mL容量瓶中配成250mL溶液，用移液管從中取出10mL加入B中，邊攪拌邊以適當電流進行電解，電解生成的I₂可將HAsO₃^2-快速、定量地氧化為HAsO₄^2-，電路中通過5.00×10^-6mol e^-便可使反應進行完全．
（4）宜用

 

做指示劑來表示反應到達終點．
（5）假設樣品中的砷元素以As₂O₅（相對分子質量為230）的形式存在，則樣品中As₂O₅的質量分數為

 

 （計算結果保留三位有效數字）．

Answer 1

考點：電解原理,中和滴定

專題：實驗探究和數據處理題,電化學專題

分析：（1）原電池裝置中，化學能轉化為電能，有電流產生，所以操作過程中指針偏轉，
（2）根據平衡移動原理來回答，反應AsO₄^3-+2I^-+2H⁺?AsO₃^3-+I₂+H₂O中，失電子的是I元素，所以碘離子在陽極上是失電子，AsO₄^3-在陰極上得電子，據此回答判斷；
（3）發生AsO₃^3-+I₂+2OH^-?AsO₄^3-+2I^-+H₂O，C₂棒為負極；
（4）根據滴定過程中有碘單質參與，可以選用淀粉作為指示劑；
（5）根據元素守恒結合電子轉移情況來計算．

解答： 解：（1）由圖可知因兩次操作過程均能形成原電池，都是把化學能轉化為電能，形成電流指針偏轉，故答案為：化學能轉化為電能，有電流通過；
（2）加鹽酸，氫離子濃度增加，平衡AsO₄^3-+2I^-+2H⁺?AsO₃^3-+I₂+H₂O正向移動，C₁棒為負極，電極反應發生2I^--2e^-=I₂；故答案為：右；負；
（3）加NaOH溶液時，C₂棒為負極，電極反應為AsO₃^3-+H₂O-2e^-=AsO₄^3-+2H⁺，故答案為：AsO₃^3-+H₂O-2e^-=AsO₄^3-+2H⁺；
（4）沉淀過程中有碘單質參與，所以選用淀粉作為指示劑，故答案為：淀粉；
（5）根據題意，結合元素守恒得到關系式：As₂O₅～2HAsO₃^2-～2HAsO₄^2-～4e^-
                                     1                      4
                                                      5.00×10^-6mol×25
所以As₂O₅的質量百分含量=

5.00×10-6mol×25×230g/mol

4×5g

×100%≈0.144%．
故答案為：0.144%．

點評：本題考查電解池和原電池，明確電解質的不同發生的電池反應不同是解答本題的關鍵，并熟悉原電池和電解池的工作原理來解答即可，題目難度中等．