Question

磷、硫元素的单质和化合物应用广泛。

(1)磷元素的原子结构示意图是____________。

(2)磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500 ℃生成白磷，反应为：

2Ca₃(PO₄)₂＋6SiO₂===6CaSiO₃＋P₄O₁₀

10C＋P₄O₁₀===P₄＋10CO

每生成1 mol P₄时，就有________mol电子发生转移。

(3)硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)是常用的还原剂。在维生素C(化学式C₆H₈O₆)的水溶液中加入过量I₂溶液，使维生素C完全氧化，剩余的I₂用Na₂S₂O₃溶液滴定，可测定溶液中维生素C的含量。发生的反应为：

C₆H₈O₆＋I₂===C₆H₆O₆＋2H^＋＋2I^－

2S₂O＋I₂===S₄O＋2I^－

在一定体积的某维生素C溶液中加入a mol·L^－1I₂溶液V₁ mL，充分反应后，用Na₂S₂O₃溶液滴定剩余的I₂，消耗b mol·L^－1Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。该溶液中维生素C的物质的量是________mol。

(4)在酸性溶液中，碘酸钾(KIO₃)和亚硫酸钠可发生如下反应：

2IO＋5SO＋2H^＋===I₂＋5SO＋H₂O

生成的碘可以用淀粉溶液检验，根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。某同学设计实验如下表所示：

	0.01 mol·L－1KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL	0.01 mol·L－1Na2SO3溶液的体积/mL	H2O的 体积 /mL	实验 温度 /℃	溶液出现蓝色时所需时间/s
实验1	5	V1	35	25
实验2	5	5	40	25
实验3	5	5	V2	0

该实验的目的是________________________________________________________________________；

表中V₂＝________mL。

Ⅱ.稀土元素是宝贵的战略资源，我国的蕴藏量居世界首位。

(5)铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素，在加热条件下CeCl₃易发生水解，无水CeCl₃可用加热CeCl₃·6H₂O和NH₄Cl固体混合物的方法来制备。其中，NH₄Cl的作用是__________________________________________

_________________。

(6)在某强酸性混合稀土溶液中加入H₂O₂，调节pH≈3。Ce^3＋通过下列反应形成Ce(OH)₄沉淀得以分离。完成反应的离子方程式：

Ce^3＋＋H₂O₂＋H₂O===Ce(OH)₄↓＋______

Answer 1

【答案】

【解析】 (1)P元素为15号元素，根据核外电子排布规律其原子结构示意图为。

(2)在P₄O₁₀中P的化合价为＋5价，当生成1 mol P₄转移电子数为20 mol。

(3)第二个反应消耗Na₂S₂O₃的物质的量为：b mol·L^－1×V₂ 10^－3L＝V₂b10^－3mol，则第一个反应剩余的I₂的物质的量为0.5V₂b10^－3mol，该过程加入I₂总的物质的量为a mol·L^－1×V₁ 10^－3L＝V₁ a 10^－3mol，则参加第一个反应的I₂的物质的量为V₁a 10^－3mol－0.5 V₂b 10^－3mol，则该溶液中维生素C的物质的量为V₁a 10^－3mol－0.5 V₂b 10^－3mol＝(V₁a－0.5 V₂b)10^－3mol。

(4)实验1和实验2温度相同但加水体积不同，而实验2和实验3温度不同则加水体积应该相同，故V₂＝40，有3个实验所给出的不同对比数据可得出该实验目的为：探究该反应的速率与温度、亚硫酸钠浓度的关系。

(5)CeCl₃发生水解的方程式为：CeCl₃＋3H₂OCe(OH)₃＋3HCl，NH₄Cl固体加热可分解生成HCl，起到抑制CeCl₃水解的作用。

(6)根据电荷守恒：反应物中有阳离子，则生成物中必然要有阳离子，由题意知溶液pH＝3，故最后一个空应为H^＋；根据氧化还原反应方程式的配平原则，分析反应中的化合价变化，H₂O₂中两个O的化合价从－1→－2，得到2个电子，Ce元素的化合价从＋3→＋4，应该失去两个电子，综合得失电子守恒和质量守恒，可配平出2Ce^3＋＋H₂O₂＋6H₂O===2Ce(OH)₄＋6H^＋