Question

4．砷（₃₃As）在元素周期表中与氮同主族，砷及其化合物被运用在农药、防腐剂、染料和医药等领域，及其多种合金中．
（1）砷原子次外层上的电子数为18，砷化氢的电子式为．
（2）成语“饮鸩止渴”中的“鸩”是指放了砒霜（As₂O₃）的酒．As₂O₃是两性偏酸性的氧化物，写出As₂O₃溶于浓盐酸的化学方程式As₂O₃+6HCl=2AsCl₃+3H₂O．
（3）As₂O₃溶于热水生成的亚砷酸（H₃AsO₃），具有较强的还原性，分可用于治疗白血病，其水溶液存在多种微粒形态，各微粒的分布分数与溶液pH的关系如图：
①向亚砷酸溶液中缓缓加入NaOH溶液至pH=11时，反应的离子方程式为H₃AsO₃+OH^-=H₂AsO₃^-+H₂O．
②电离平衡常数Ka1（H₃AsO₃）=10^-9.2．
③Na₂HAsO₃溶液呈碱性，该溶液中c（H₂AsO₃^-）＞c（AsO₃^3-）（填“＞”、“＜”或“=”）．
④向含有HAsO₃^2-的溶液中滴加氯水反应的离子方程式为HAsO₃^2-+H₂O+Cl₂=H₃AsO₄+2Cl^-．

Answer 1

分析 （1）As的原子序数为33，根据能量最低原理书写电子排布式，根据砷核外电子排布式判断原子次外层上的电子数；AsH₃的电子式书写不能漏掉一对孤对电子对；
（2）As₂O₃是两性偏酸性的氧化物，和酸发生反应生成盐和水，据此书写方程式；
（3）①向亚砷酸溶液中缓缓加入NaOH溶液至pH=11时，生成H₂AsO₃^-，根据电荷守恒和原子守恒解答；
②电离平衡常数为生成物浓度幂之比与反应物浓度幂之积的比值，依据图象中的信息可知，PH=9.2时H₃AsO₃和H₂AsO₃^-浓度相同；
③H₂AsO₃^-水解大于电离溶液呈碱性；
④HAsO₃^2-中的As显+3价，具有还原性，氯水中的氯气具有氧化性，两者发生氧化还原反应，生成H₃AsO₄，氯气被还原成氯离子，据此书写离子方程式．

解答 解：（1）As的原子序数为33，基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，次外层为3s²3p⁶3d¹⁰，所以砷原子次外层上的电子数为18，AsH₃的结构中3个H原子和As原子间形成3条共价键，电子式为：，
故答案为：18；；
（2）砒霜（As₂O₃）是两性偏酸性的氧化物，和酸反应体现碱性氧化物的性质，和盐酸反应生成AsCl₃、H₂O，反应方程式为：As₂O₃+6HCl=2AsCl₃+3H₂O，
故答案为：As₂O₃+6HCl=2AsCl₃+3H₂O；
（3）①根据各微粒的分布分数与溶液pH的关系图可知，pH=11时，生成H₂AsO₃^-，所以向亚砷酸溶液中缓缓加入NaOH溶液至pH=11时，离子方程式为：H₃AsO₃+OH^-=H₂AsO₃^-+H₂O，
故答案为：H₃AsO₃+OH^-=H₂AsO₃^-+H₂O；  
 ②电离平衡常数为生成物浓度幂之比与反应物浓度幂之积的比值，H₃AsO₃的第一级电离方程式为H₃AsO₃?H⁺+H₂AsO₃^-，图象中pH=9.2时，H₃AsO₃和H₂AsO₃^-浓度相同，K=$\frac{C（{H}^{+}）•C（{H}_{2}{A}_{S}{{O}_{3}}^{-}）}{C（{H}_{3}{A}_{S}{O}_{3}）}$=10^-9.2，
故答案为：10^-9.2；   
③Na₂HAsO₃溶液呈碱性，说明H₂AsO₃^-以水解为主，所以该溶液中c（H₂AsO₃^-）＞c（AsO₃^3-），
故答案为：＞；
④HAsO₃^2-中的As显+3价，具有还原性，氯水中的氯气具有氧化性，两者发生氧化还原反应，As（+3→+5），Cl（0→-1），根据得失电子守恒和原子守恒，离子方程式为：HAsO₃^2-+H₂O+Cl₂=H₃AsO₄+2Cl^-，
故答案为：HAsO₃^2-+H₂O+Cl₂=H₃AsO₄+2Cl^-．

点评 本题考查较为综合，主要是原子核外电子排布、电子式、氧化还原反应、水解等知识点，侧重分析与应用能力的考查，注意有关平衡常数的计算，题目难度中等．