Question

【題目】砷元素廣泛存在于自然界，砷與其化合物被運(yùn)用在農(nóng)藥、除草劑、殺蟲(chóng)劑等。

(1)砷的常見(jiàn)氧化物有As2O3和As2O5，其中As2O5熱穩(wěn)定性差。根據(jù)圖1寫(xiě)出As2O3轉(zhuǎn)化為As2O5的熱化學(xué)方程式__________________________________。

(2)砷酸鈉具有氧化性，298K時(shí)，在100mL燒杯中加入10mL0.1 mol/L Na3AsO4溶液、20mL0.1 mol/L KI溶液和20mL0.05mol/L硫酸溶液，發(fā)生下列反應(yīng)：AsO43-(無(wú)色)+12(淺黃色)+H2O △H。測(cè)得溶液中c(I2)與時(shí)間(t)的關(guān)系如圖2所示(溶液體積變化忽略不計(jì))。

①升高溫度，溶液中AsO43-的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的△H________0(填“大于”“小于”或“等于”)。

②0~10min內(nèi)，I的反應(yīng)速率v(Iˉ)= ____________。

③下列情況表明上述可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______(填字母代號(hào))。

a.c(AsO33-)+c(AsO42-)不再變化 b.溶液顏色保持不再變化

C.c(AsO33-)與c(AsO42-)的比值保持不再變化 d.I的生成速率等于I2的生成速率

④在該條件下，上述反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式K=______________。

(3)利用(2)中反應(yīng)可測(cè)定含As2O3和As2O5的試樣中的各組分含量(所含雜質(zhì)對(duì)測(cè)定無(wú)影響)，過(guò)程如下：

①將試樣02000g溶于NaOH溶液，得到含AO33-和AsO43-的混合溶液。

②上述混合液用0.02500 mol·L-1的I2溶液滴定，用淀粉試液做指示劑，當(dāng)________________，則滴定達(dá)到終點(diǎn)。重復(fù)滴定3次，平均消耗I2溶液40.00mL。則試樣中As2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_________(保留四位有效數(shù)字)。若滴定終點(diǎn)時(shí)，仰視讀數(shù)，則所測(cè)結(jié)果_________ (填“偏低”，“偏高”，“無(wú)影響”)。

【答案】 略 略 略 略 略 略 略 略

【解析】(1). 由圖1可知，As2O3(s)和O2(g)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為As2O5(s)的△H=－(914.6－619.2)kJ/mol=－295.4kJ/mol，則熱化學(xué)方程式為：As2O3(s)+O2(g)=As2O5(s) △H=-295.4kJ/mol，故答案為：As2O3(s)+O2(g)=As2O5(s) △H=-295.4kJ/mol；

(2). ①. 升高溫變，溶液中AsO43-的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說(shuō)明升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則△H＜0，故答案為：小于；

②. 在0~10min 內(nèi)，I2的濃度從0變?yōu)?/span>0.015mol/L，由反應(yīng)方程式可知，I－減少了0.03mol/L，則0~10min內(nèi)，用I－表示的反應(yīng)速率v(I－)=0.03mol/L÷10min=0.003mol/(L·min)，故答案為：0.003mol/(L·min)；

③. a. 根據(jù)物料守恒關(guān)系可知，溶液中的c(AsO33-)+c(AsO43-)始終不變，所以c(AsO33-)+c(AsO43-)不再變化，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；b. 溶液顏色不再變化，說(shuō)明各物質(zhì)的濃度不再改變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；c. c(AsO33-)與c(AsO43-)的比值不再變化，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c正確；d. I－的生成速率等于I2的生成速率，正逆反應(yīng)速率不相等，說(shuō)明反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，故d錯(cuò)誤；答案選：bc；

④. 由反應(yīng)方程式可知，在該條件下，反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式K=，故答案為：；

(3). ①. 用0.02500mol/L的I2溶液滴定含AsO33-和AsO43-的混合溶液，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液由無(wú)色變藍(lán)色，且30s內(nèi)不恢復(fù)，即為滴定終點(diǎn)，上述混合液用0.02500mol/L的I2溶液滴定，重復(fù)滴定3次，平均消耗I2溶液40.0mL，根據(jù)As2O5+6OH=2AsO43+3H2O、AsO33-+I2+H2O AsO43-+2I-+2H+可知：

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n 0.02500mol/L×0.04L，n(AsO33-)= 0.001mol，則試樣中As2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是×100%=50.50%，若滴定終點(diǎn)時(shí)仰視讀數(shù)，會(huì)使讀取的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，n(AsO33-)偏大，則As2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小，所測(cè)結(jié)果偏低，故答案為：滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液，溶液由無(wú)色變藍(lán)色，且30s內(nèi)不恢復(fù)；50.50%；偏低。

【題型】綜合題
【結(jié)束】
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【題目】元素周期表中第四周期元素有許多重要用途。

I.研究發(fā)現(xiàn)，釩元素的某種配合物可增強(qiáng)胰島素降糖作用，它是電中性分子，結(jié)構(gòu)如圖1。

(1) 基態(tài)V元素的價(jià)層電子軌道表示式為___________，分子中非金屬元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>______________。

(2) 分子中采取sp2雜化的原子有_________，1mol 分子中含有配位鍵的數(shù)目是______。

(3) 該物質(zhì)的晶體中除配位鍵外，所含微粒間作用力的類型還有______ (填序號(hào))。

a. 金屬鍵 b.極性鍵 c.非極性鍵 d.范德華力 e. 氫鍵

II.Fe 與C、Mn等元素可形成多種不同性能的合金。

(4) 圖2-甲是Fe的一種晶胞，晶胞中Fe 的堆積方式為________，己知該晶體的密度為ρg·cm-3，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶胞的邊長(zhǎng)為__________cm。

(5) 圖2-乙是Fe-C-Mn 合金(晶體有缺陷)的一種晶胞，則與C原子等距緊鄰Fe 的個(gè)數(shù)為___，該合金的化學(xué)式為__________。

Answer 1

【答案】 O>N>C>H C、N 2NA bcd 體心立方密堆積 4 Fe23Mn8C8

【解析】I. (1). V是23號(hào)元素，其價(jià)層電子排布式為3d34s2，價(jià)層電子軌道表示式為，由圖1可知，該配合物中含有N、O、C、H四種非金屬元素，由元素周期律可知，這四種元素的非金屬性O>N>C>H，非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，則電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椋?/span>O>N>C>H，故答案為：；O>N>C>H；

(2). 由圖1可知，該分子中的C原子和N原子的σ鍵數(shù)均為3且沒(méi)有孤電子對(duì)，所以C原子和N原子的雜化軌道數(shù)目均為3，采取sp2雜化，由圖1可知，V與N原子之間形成配位鍵，1個(gè)分子中含有2個(gè)配位鍵，則1mol分子中含有2mol配位鍵，數(shù)目為2NA，故答案為：C、N；2NA；

(3). 該物質(zhì)是電中性分子，分子之間存在范德華力，由圖1可知，該物質(zhì)的晶體中除配位鍵外，分子內(nèi)的不同非金屬原子之間形成極性共價(jià)鍵，同種非金屬原子之間形成非極性共價(jià)鍵，不存在金屬鍵和氫鍵，故答案為：bcd；

II. (4). 由Fe的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，晶胞中Fe的堆積方式為體心立方密堆積，晶胞中Fe原子的個(gè)數(shù)為：8×+1=2，則晶胞的質(zhì)量為：×56g，設(shè)晶胞的棱長(zhǎng)為x cm，則×56g=ρg·cm-3×(x cm)3，解得x=cm，故答案為：體心立方密堆積；；

(5). 由圖乙可知，體心的C原子與面心的Fe原子距離最近，則與C原子等距緊鄰的Fe原子個(gè)數(shù)為4，該晶胞中Fe原子個(gè)數(shù)為7×+4×=，C原子個(gè)數(shù)為1，Mn原子數(shù)目為2×=1，則Fe、Mn、C原子數(shù)目之比為23:8:8，化學(xué)式為：Fe23Mn8C8，故答案為：4；Fe23Mn8C8。