Question

【題目】

砷主要以硫化物礦的形式(如雄黃，雌黃等)存在于自然界。砷及其化合物主要用于合金冶煉、農藥醫藥、顏料等工業。請根據有關砷及其化合物的轉化關系和晶體結構圖，回答下列問題：

(1)量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態稱為一個原子軌道，電子除空間運動狀態外，還有一種運動狀態叫做__________________。

(2)基態砷原子的核外電子排布式為_______________，與砷同周期的p區元素中第一電離能大于砷的元素有_______________ (填元素符號)。

(3)雄黃分子中，As原子的雜化方式為_________________。

(4)雄黃可經過如下三步反應生成雌黃：

①反應Ⅲ的化學方程式為________________________。

②SO2的中心原子的VSEPR構型為______________________。

③亞砷酸屬于三元弱酸，酸性：H3AsO3________HNO2(填“>”或“<”)，請根據物質結構的知識解釋原因：____________________________。

(5)①圖3是由Li、Fe和As三種元素組成的超導體化合物的晶體結構(該晶胞是立方晶胞，Li在晶胞內部)，該晶體的化學式為_____________________。

②若1號原子的坐標為(0，0，0)，2號原子的坐標為(1/4，1/4，1/3)，則3號原子的坐標為___________。

③已知該晶胞參數ɑ=0.53nm，阿伏加德羅常數的值為NA，則該晶體的密度為_______g·cm-3(列出計算式即可)。

Answer 1

【答案】 自旋 1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3 Br、Kr sp3 2H3AsO3+3H2S=As2S3+6H2O 平面三角形 < 氮的電負性強于砷另外H3AsO3的結構為(HO)3As非羥基氧的個數為0HNO2的結構為(HO)NO非羥基氧的個數為1非羥基氧的個數越多中心原子的正電性越高導致羥基氧中氧的電子向中心原子偏移越容易電離出氫離子故HNO2的酸性強于H3AsO3 LiFeAs (3/4，1/4，2/3)

【解析】考查物質結構與性質綜合知識的運用，（1）量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態稱為一個原子軌道，電子除空間運動狀態外，還有一種運動狀態稱為自旋；（2）As位于第四周期VA族，基態核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3 ；同周期從左向右第一電離能增大，但IIA>IIIA、VA>VIA，因此第一電離能大于As元素的是Br和Kr；（3）根據雄黃的結構簡式，As有3個σ鍵，一個孤電子對，因此As的雜化類型為sp3；（4）①根據雌黃的結構，推出雌黃的分子式為As2S3，根據III的流程，因此方程式為2H3AsO3＋3H2S=As2S3＋6H2O；②SO2中心原子有2個σ鍵，孤電子對數為(6－2×2)/2=1，價層電子對數為3，因此VSEPR模型為平面三角形；③H3AsO3為三元弱酸，不含有非羥基氧，HNO2中含有1個非羥基氧，非羥基氧越多，中心原子的正電性越高導致羥基氧中氧的電子向中心原子偏移越容易電離出氫離子故HNO2的酸性強于H3AsO3；（5）①根據晶胞的結構，Li位于晶胞內部，有4個，Fe位于頂點、棱上、面上，個數為8×1/8＋8×1/4＋2×1/2=4，As位于晶胞的內部，個數為4個，因此化學式為LiFeAs；②根據1號和2號原子的坐標，推出3號原子坐標為(3/4，1/4，2/3)；③晶胞的質量為4×138/NAg，晶胞的體積為(0.53×10－7)3cm3，根據密度的定義，得出晶胞的密度為g/cm3。