Question

【題目】砷元素廣泛存在于自然界，砷與其化合物被運用在農藥、除草劑、殺蟲劑等。

(1)砷的常見氧化物有As2O3和As2O5，其中As2O5熱穩定性差。根據圖1寫出As2O3轉化為As2O5的熱化學方程式__________________________________。

(2)砷酸鈉具有氧化性，298K時，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，發生下列反應：AsO43-(無色)+12(淺黃色)+H2O △H。測得溶液中c(I2)與時間(t)的關系如圖2所示(溶液體積變化忽略不計)。

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

②0~10min內，I的反應速率v(Iˉ)= ____________。

③下列情況表明上述可逆反應達到平衡狀態的是_______(填字母代號)。

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，上述反應平衡常數的表達式K=______________。

(3)利用(2)中反應可測定含As2O3和As2O5的試樣中的各組分含量(所含雜質對測定無影響)，過程如下：

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________________，則滴定達到終點。重復滴定3次，平均消耗I2溶液40.00mL。則試樣中As2O5的質量分數是_________(保留四位有效數字)。若滴定終點時，仰視讀數，則所測結果_________ (填“偏低”，“偏高”，“無影響”)。

【答案】 略 略 略 略 略 略 略 略

【解析】(1). 由圖1可知，As2O3(s)和O2(g)反應轉化為As2O5(s)的△H=－(914.6－619.2)kJ/mol=－295.4kJ/mol，則熱化學方程式為：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-的平衡轉化率減小，說明升高溫度，平衡逆向移動，該反應為放熱反應，則△H＜0，故答案為：小于；

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

③. a. 根據物料守恒關系可知，溶液中的c(AsO33-)+c(AsO43-)始終不變，所以c(AsO33-)+c(AsO43-)不再變化，不能說明反應達到平衡狀態，故a錯誤；b. 溶液顏色不再變化，說明各物質的濃度不再改變，反應達到平衡狀態，故b正確；c. c(AsO33-)與c(AsO43-)的比值不再變化，說明正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，故c正確；d. I－的生成速率等于I2的生成速率，正逆反應速率不相等，說明反應沒有達到平衡狀態，故d錯誤；答案選：bc；

④. 由反應方程式可知，在該條件下，反應平衡常數的表達式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，當滴入最后一滴標準液時，溶液由無色變藍色，且30s內不恢復，即為滴定終點，上述混合液用0.02500mol/L的I2溶液滴定，重復滴定3次，平均消耗I2溶液40.0mL，根據As2O5+6OH=2AsO43+3H2O、AsO33-+I2+H2O AsO43-+2I-+2H+可知：

1 1

n 0.02500mol/L×0.04L，n(AsO33-)= 0.001mol，則試樣中As2O5的質量分數是×100%=50.50%，若滴定終點時仰視讀數，會使讀取的標準液體積偏大，n(AsO33-)偏大，則As2O5的質量分數偏小，所測結果偏低，故答案為：滴入最后一滴標準液，溶液由無色變藍色，且30s內不恢復；50.50%；偏低。

【題型】綜合題
結束】
11

【題目】元素周期表中第四周期元素有許多重要用途。

I.研究發現，釩元素的某種配合物可增強胰島素降糖作用，它是電中性分子，結構如圖1。

(1) 基態V元素的價層電子軌道表示式為___________，分子中非金屬元素電負性由大到小的順序為______________。

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

(3) 該物質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)。

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的值，則該晶胞的邊長為__________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 的個數為___，該合金的化學式為__________。

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號元素，其價層電子排布式為3d34s2，價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，電負性越大，則電負性由大到小的順序為：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鍵數均為3且沒有孤電子對，所以C原子和N原子的雜化軌道數目均為3，采取sp2雜化，由圖1可知，V與N原子之間形成配位鍵，1個分子中含有2個配位鍵，則1mol分子中含有2mol配位鍵，數目為2NA，故答案為：C、N；2NA；

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

II. (4). 由Fe的晶胞結構示意圖可知，晶胞中Fe的堆積方式為體心立方密堆積，晶胞中Fe原子的個數為：8×+1=2，則晶胞的質量為：×56g，設晶胞的棱長為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原子個數為4，該晶胞中Fe原子個數為7×+4×=，C原子個數為1，Mn原子數目為2×=1，則Fe、Mn、C原子數目之比為23:8:8，化學式為：Fe23Mn8C8，故答案為：4；Fe23Mn8C8。