Question

已知X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于42．X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子．X跟Y可形成化合物X₂Y₃，Z元素可以形成負一價離子．請回答下列問題：
（1）X元素的符號是

As

該原子基態時的電子排布式為

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³

．
（2）已知化合物X₂Y₃在稀硫酸溶液中可被金屬鋅還原為XZ₃，產物還有ZnSO₄和H₂O，該反應的化學方程式是

As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄═2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O

_．
（3）比較X的氫化物與同族第二、第三周期元素所形成的氫化物穩定性高低

NH₃＞PH₃＞AsH₃

，理由是

鍵長N-H＜P-H＜As-H，鍵長越短，鍵能越大，化合物穩定

．

Answer 1

分析：X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，X元素原子的核外電子排布式為 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，處于第四周期第ⅤA族，故X為As元素；Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子，Y的2p軌道上有2個電子或4個電子，所以Y為碳元素或氧元素，X跟Y可形成化合物X₂Y₃，故Y為氧元素；X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于42，則Z的質子數為42-8-33=1，則Z為氫元素，氫原子可以形成負一價離子，符合題意．

解答：解：X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，X元素原子的核外電子排布式為 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，處于第四周期第ⅤA族，故X為As元素；Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子，Y的2p軌道上有2個電子或4個電子，所以Y為碳元素或氧元素，X跟Y可形成化合物X₂Y₃，故Y為氧元素；X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于42，則Z的質子數為42-8-33=1，則Z為氫元素，氫原子可以形成負一價離子，符合題意．
故X為As元素；Y為氧元素；Z為氫元素．
（1）由上述分析可知，X為As；，X元素原子的核外電子排布式為 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³．
故答案為：As； 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³．
（2）X為As元素、Y為氧元素，Z為氫元素．化合物X₂Y₃為As₂O₃，XZ₃為AsH₃，As₂O₃在稀硫酸溶液中可被金屬鋅還原為AsH₃，產物還有ZnSO₄和H₂O，反應中Zn元素化合價由0價升高為+2價，As元素化合價由+3價降低為-3價，參加反應的Zn與As₂O₃的物質的量之比為6×2：2=6：1，反應方程式為As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄═2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O．
故答案為：As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄═2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O．
（3）X為As元素，AsH₃與NH₃、PH₃中，鍵長N-H＜P-H＜As-H，鍵長越短，鍵能越大，化合物穩定，
所以穩定性NH₃＞PH₃＞AsH₃．
故答案為：NH₃＞PH₃＞AsH₃；鍵長N-H＜P-H＜As-H，鍵長越短，鍵能越大，化合物穩定．

點評：考查結構與位置關系、核外電子排布規律、氧化還原反應、元素周期律等，難度中等，推斷元素Y是關鍵，注意（2）中氧化還原反應方程式的書寫配平．