Question

【题目】已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42．X元素原子的2p轨道上有2个未成对电子，Y元素原子的4p轨道上有3个未成对电子．X跟Y可形成化合物Y2X3 ， Z元素可以形成正一价离子．请回答下列问题：
（1）X元素原子基态时的价电子排布式为 ， X的元素符号是；
（2）Y元素在元素周期表中的位置是 ， Y的元素名称是 ， Y元素价层电子的电子排布图为；
（3）比较Y的氢化物与同族第二、第三周期元素所形成的氢化物沸点高低 ， 并说明理由
（4）已知化合物Y2X3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为YZ3 ， 产物还有ZnSO4和H2O，该反应的化学方程式是 ．

Answer 1

【答案】
（1）2s22p4；O
（2）第4周期VA族；砷；
（3）NH3＞AsH3＞PH3；NH3可形成分子间氢键，沸点最高，AsH3相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3比PH3沸点高
（4）As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O
【解析】解：已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42；Y元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3 ， 处于第四周期第ⅤA族，故X为As元素；X元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，X的2p轨道上有2个电子或4个电子，所以X为碳元素或氧元素，X跟Y可形成化合物Y2X3 ， 故X为氧元素；X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，则Z的质子数为：42﹣8﹣33=1，则Z为氢元素，氢原子可以形成正一价离子，（1）X为O元素，其原子基态时的价电子排布式为2s22p4；（2）Y的原子4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3 ， 元素名称为砷；处于第四周期第ⅤA族，；其价电子的轨道表示式为 ； 所以答案是：第四周期第ⅤA族； 砷； ；（3）同主族元素为N、P、As，在同主族元素对应的氢化物中，对应的氢化物含有氢键，沸点较高；AsH3相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3比PH3沸点高，则沸点大小为：NH3＞AsH3＞PH3；
所以答案是：NH3＞AsH3＞PH3 ， NH3可形成分子间氢键，沸点最高，AsH3相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3比PH3沸点高；（4）X为O元素、Y为As元素，Z为H元素．化合物Y2X3为As2O3 ， YZ3为AsH3 ， As2O3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为AsH3 ， 产物还有ZnSO4和H2O，反应中Zn元素化合价由0价升高为+2价，As元素化合价由+3价降低为﹣3价，参加反应的Zn与As2O3的物质的量之比为6×2：2=6：1，则反应方程式为：As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O，
所以答案是：As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O．