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(nóng)藥醫(yī)藥、顏料等工業(yè)。請根據(jù)有關(guān)砷及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系和晶體結(jié)構(gòu)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(tài)稱為一個原子軌道，電子除空間運動狀態(tài)外，還有一種運動狀態(tài)叫做__________________。

(2)基態(tài)砷原子的核外電子排布式為_______________，與砷同周期的p區(qū)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(jīng)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(gòu)型為______________________。

③亞砷酸屬于三元弱酸，酸性：H3AsO3________HNO2(填“>”或“<”)，請根據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)(該晶胞是立方晶胞，Li在晶胞內(nèi)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(shù)ɑ=0.53nm，阿伏加德羅常數(shù)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(jié)構(gòu)為(HO)3As非羥基氧的個數(shù)為0HNO2的結(jié)構(gòu)為(HO)NO非羥基氧的個數(shù)為1非羥基氧的個數(shù)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(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)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(tài)稱為一個原子軌道，電子除空間運動狀態(tài)外，還有一種運動狀態(tài)稱為自旋；（2）As位于第四周期VA族，基態(tài)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(jù)雄黃的結(jié)構(gòu)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(jù)雌黃的結(jié)構(gòu)，推出雌黃的分子式為As2S3，根據(jù)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(shù)為(6－2×2)/2=1，價層電子對數(shù)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(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，Li位于晶胞內(nèi)部，有4個，Fe位于頂點、棱上、面上，個數(shù)為8×1/8＋8×1/4＋2×1/2=4，As位于晶胞的內(nèi)部，個數(shù)為4個，因此化學式為LiFeAs；②根據(jù)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(zhì)量為4×138/NAg，晶胞的體積為(0.53×10－7)3cm3，根據(jù)密度的定義，得出晶胞的密度為g/cm3。