题目内容

20．砷（As）与其化合物被广泛应用在除草剂、杀虫剂以及含砷药物中．回答下列问题：
（1）砷是氮的同族元素．砷在元素周期表中的位置为第四周期第VA族；AsH3分子的空间构型为三角锥形．
（2）As2O3俗称砒霜，与锌和硫酸混合，会发生反应生成砷化氢、硫酸锌和水，该反应的化学方程式：As2O3+6H2SO4+6Zn=6ZnSO4+2ASH3↑+3H2O
As2O3是两性偏酸性氧化物，是亚砷酸（H3AsO3）的酸酐，易溶于碱生成亚砷酸盐，写出As2O3与足量氢氧化钠溶液反应的离子方程式：As2O3+6OH-=2AsO33-+3H2O
（3）砷在自然界中主要以硫化物矿形式存在，如雄黄（As4S4）和雌黄（As2S3）．As2S3和SnCl2在盐酸中反应转化为雄黄和SnCl4并有H2S气体放出．若二者恰好完全反应，As2S3和SnCl2的物质的量之比为：1：1，反应产生的气体可用氢氧化钠溶液吸收．
（4）As2O3和HNO3反应：As2O3+10H++10NO3-═2H3AsO4+3S↓+10NO↑+2H2O
将该反应设计成原电池，则NO2应该在正极（填“正极”或“负极”）附近逸出，该极的电极反应式为：NO3-+e-+2H+=NO2↑+H2O．

分析 （1）As与N同主族位于第VA族，As位于第四周期；其氢化物的结构与氨气相同；
（2）As2O3与锌和硫酸混合发生反应生成砷化氢、硫酸锌和水；As2O3与足量氢氧化钠溶液反应生成亚砷酸钠和水；
（3）根据反应物和生成物来分析反应，则利用氧化还原反应反应中得失电子守恒来分析完全反应的物质的量之比来解答；硫化氢可以用氢氧化钠溶液吸收；
（4）NO3-在正极上得电子生成NO2．

解答 解：（1）As与N同主族位于第VA族，As位于第四周期，即As位于第四周期第VA族；其氢化物的结构与氨气相同，则AsH3分子的空间构型为三角锥形；
故答案为：第四、第VA；三角锥形；
（2）As2O3与锌和硫酸混合发生反应生成砷化氢、硫酸锌和水，其反应的方程式为：As2O3+6H2SO4+6Zn=6ZnSO4+2ASH3↑+3H2O；As2O3与足量氢氧化钠溶液反应生成亚砷酸钠和水，其反应的离子方程式为：As2O3+6OH-=2AsO33-+3H2O；
故答案为：As2O3+6H2SO4+6Zn=6ZnSO4+2ASH3↑+3H2O；As2O3+6OH-=2AsO33-+3H2O；
（3）As2S3和SnCl2在盐酸中反应转化为As4S4和SnCl4并放出H2S气体，则反应为2As2S3+2SnCl2+4HCl=As4S4+2SnCl4+2H2S，
根据电子得失守恒知1molAs2S3作氧化剂得到2mol电子，而1molSnCl2作还原剂失去2mol电子，则二者的物质的量之比是1：1；硫化氢溶于水显酸性，可以用氢氧化钠溶液吸收；
故答案为：1：1；氢氧化钠溶液；
（4）As2S3+10H++10NO3-=2H3AsO4+3S+10NO2↑+2H2O反应中NO3-得到电子，正极上得电子的物质发生还原反应，所以NO3-在正极上得电子生成NO2，其电极方程式为：NO3-+e-+2H+=NO2↑+H2O；
故答案为：正极；NO3-+e-+2H+=NO2↑+H2O．

点评 本题考查了元素周期表的结构与元素周期律、氧化还原反应、离子方程式的书写、原电池原理的应用，题目难度中等，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力，注意掌握氧化还原反应中电子守恒在计算中的应用方法．

练习册系列答案
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14．高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸，其酸性在水溶液中差别不大．以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数：从表格中判断以下说明不正确的是（　　）
酸HClO4H2SO4HClHNO3
Ka1.6×10-56.3×10-91.6×10-94.2×10-10
A．在冰醋酸中，高氯酸的酸性最强
B．水对于这四种酸的强弱没有区分能力，但醋酸可以区分这四种酸的强弱
C．在冰醋酸中1mol/L的高氯酸的电离度约为0.4%
D．在冰醋酸中硫酸的电离方程式为：H2SO4═2H++SO42-
15．新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料．两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液．
（1）通入甲烷的一极作原电池的甲烷极（填“正”或“负”，下同），通入O2的一极作原电池的氧气
极．
（2）该甲烷燃料电池中，负极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，正极反应式为2O2+4H2O+8e-=8OH-．
（3）电池工作时，该燃料电池中OH-向负极移动，K+向正极移动．
（4）甲烷燃料电池工作时，若某一电极上消耗11.2L（标准状况下）的CH4气体，线路中转移电子的个数是4NA（NA为阿伏伽德罗常数的值）．
（5）若将甲烷燃烧电池的电解质溶液由KOH溶液改为稀硫酸，则此时的负极反应式为CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+，正极反应式为2O2+8H++8e-═4H2O．
8．有一固体混合物，可能由Na2CO3、Na2SO4、CuSO4、CaCl2、NaCl等混合而成，为检验它们，做了以下实验：
①将固体混合物溶于水中，搅拌后得无色透明溶液；
②往此溶液中滴加硝酸钡溶液，有白色沉淀产生；
③过滤，将沉淀物置于稀硝酸中，发现沉淀全部溶解．
根据上述实验事实，回答下列问题：
（1）原固体混合物中一定含有的物质是Na2CO3，一定不含有的物质是Na2SO4、CuSO4、CaCl2，可能含有的物质是NaCl（以上空格均填化学式）．
（2）写出步骤③中的离子方程式BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O．
15．有难溶于水的粉末状固体样品，可能含Al、Fe2O3、Cu2O、SiO2、Fe3O4中的一种或几种．研究小组通过实验确定样品的成分．查阅资料知：①Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O；②部分氢氧化物在溶液中沉淀的pH见表：
物质Fe（OH）3Fe（OH）2Cu（OH）2
开始沉淀的pH1.86.35.2
完全沉淀的pH3.08.36.7
注：金属离子的起始浓度为0.1mol•L-1    
实验步骤：
Ⅰ．取一定量样品于烧杯中，加足量NaOH溶液，有气体产生，过滤得固体A和无色溶液B；
Ⅱ．向B中加入稀硫酸，出现白色沉淀，继续滴加稀硫酸至过量，白色沉淀完全溶解；
Ⅲ．向A中加入足量稀硫酸并微热，固体完全溶解，得溶液C；
Ⅳ．向C中加入NaClO，调节溶液的pH至4～5，产生红褐色沉淀，过滤得到蓝绿色溶液D；
Ⅴ．向D中加入NaOH，调节溶液的pH到7～8，产生蓝色絮状沉淀． 请回答下列问题．
（1）Ⅰ中产生气体的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑．
（2）由Ⅰ、Ⅱ知，原样品中一定不存在的物质是SiO2．
（3）溶液C中除H+、Cu2+外一定还含有的阳离子是Fe2+；为验证溶液C中存在该阳离子，可选用的试剂及对应的现象是向酸性KMnO4溶液中滴加待测液，褪色．
（4）Ⅳ中加NaClO的目的是将Fe2+氧化成Fe3+，增大溶液的pH使Fe3+生成Fe（OH）3沉淀．
（5）由上述实验可以获得结论：原样品所有可能的成分组合为组合1：Al、Fe2O3、Cu2O；组合2：Al、Cu2O、Fe3O4（Al、Fe2O3、Cu2O、Fe3O4）； …（用化学式表示，空不够可以补充．）
5．已知反应：2SO3（g）?2SO2（g）+O2（g），在一固定容积的容器中，加入2molSO3，达到平衡时压强变为原来的1.2倍，则达到平衡时SO3的转化率为（　　）
A．30%B．60%C．40%D．80%
12．某学习小组的同学在实验室利用如图装置进行中和热的测定．回答下列问题：
（1）该组同学共设计出以下3种测定方案，通过测定反应过程中释放的热量来计算反应热（△H中和）
A．测定0.5mol/L的HCl溶液50ml与0.55mol•L-1的NaOH溶液50ml所放出的热量
B．测定0.55mol/L的HCl溶液50ml与0.5mol•L-1的NaOH溶液50ml所放出的热量
C．测定0.5mol/L的HCl溶液50ml与0.5mol•L-1的NaOH溶液50ml所放出的热量
请选出合理的方案AB．不合理方案的原因为若碱（或酸）不过量，则难以保证H+（或OH-）充分反应生成水．
（2）该图中有两处未画出，它们是环形玻璃搅拌棒；烧杯上方盖硬纸板
（3）用50mL 0.50mol•L-1盐酸和50mL 0.60mol•L-1 NaOH溶液反应，实验中测得起始温度为22.1℃，终止温度为25.4℃，反应后溶液的比热容为4.18J•g-1•℃-1，盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1g•cm-3，测出△H=-55.2kJ/mol
（4）如果用0.50mol•L-1的盐酸和氢氧化钠固体进行实验，则实验中所测出的“中和热”的热值将偏大（填“偏大”、“偏小”或“不变”），用相同浓度和体积的氨水（NH3•H2O）代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会偏小（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）．
9．某同学在奥运五连环中填入了5种物质，相连环物质间能发生反应，不相连间不能发生反应．你认为在“五连环”物质的反应中，属于氧化还原反应的有几个，哪种基本反应类型没有涉及到（　　）
A．1个、复分解反应B．2个、分解反应C．3个、化合反应D．2个、置换反应
10．在一定温度下体积固定的密闭容器中，当下列物理量：①混合气体的压强②混合气体的平均摩尔质量③混合气体的密度④A的物质的量浓度：均不再变化时，能表明可逆反应A（s）+2B（g）?C（g）+D（g）已达平衡的是（　　）
A．①②B．②③C．①④D．只有④

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