Question

磷和砷是同主族的非金属元素．
（1）砷（As）元素位于元素周期表第

 

列；As原子能量最高的3个轨道在空间相互

 

；
1个黄砷（As₄）分子中含有

 

个As-As键，键角

 

度．
（2）黑磷的结构与石墨相似．最近中国科学家将黑磷“撕”成了二维结构，硬度和导电能力都大大提高，这种二维结构属于

 

（选填编号）．
a．离子晶体         b．原子晶体         c．分子晶体        d．其它类型
（3）与硫元素的相关性质比，以下不能说明P的非金属性比S弱的是

 

（选填编号）．
a．磷难以与氢气直接化合   b．白磷易自燃    c．P-H的键能更小   d．H₃PO₄酸性更弱
（4）次磷酸钠（NaH₂PO₂）可用于化学镀镍，即通过化学反应在塑料镀件表面沉积镍-磷合金．
化学镀镍的溶液中含有Ni²⁺和H₂PO₂^-，在酸性条件下发生以下镀镍反应：

 

 Ni²⁺+

 

 H₂PO₂^-+

 

→

 

Ni+

 

 H₂PO₃^-+

 

①请配平上述化学方程式．
②上述反应中，若生成1mol H₂PO₃^-，反应中转移电子的物质的量为

 

．
（5）NaH₂PO₄、Na₂HPO₄和Na₃PO₄可通过H₃PO₄与NaOH溶液反应获得，含磷各物种的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与pH的关系如图所示．
①pH=8时，溶液中主要含磷物种浓度大小关系为

 

．
②为获得尽可能纯的NaH₂PO₄，pH应控制在

 

．

Answer 1

考点：元素周期表的结构及其应用,物质的量浓度的相关计算,元素周期律的作用,不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别,氧化还原反应方程式的配平

专题：计算题,元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构

分析：（1）砷（As）为第ⅤA族元素，As原子能量最高的3个轨道为4p，黄砷（As₄）分子类似P₄结构，为正四面体；
（2）黑磷的结构与石墨相似，硬度和导电能力都大大提高，则晶体类型与石墨相同；
（3）可利用与氢气化合的难易程度、N-H和P-H的键能及最高价含氧酸的酸性等比较非金属性；
（4）镍元素的化合价降低了2价，磷元素的化合价升高的2价，根据原子守恒结合电荷守恒可得配平的方程式；
（5）为获得尽可能纯的NaH₂PO₄，pH应控制从图表中找出H₂PO₄^-分布分数最大值所在区间；溶液中主要含磷物种浓度大小关系可由图表得出．

解答： 解：（1）砷（As）为第ⅤA族元素，位于元素周期表第15列，As原子能量最高的3个轨道为4p，在空间相互垂直，黄砷（As₄）分子类似P₄结构，为正四面体，有6个As-As键，键角为60度，
故答案为：15；垂直；6；60；
（2）黑磷的结构与石墨相似，硬度和导电能力都大大提高，则晶体类型与石墨相同，存在共价键和分子间作用力，为混合型晶体，故答案为：d；
（3）可利用与氢气化合的难易程度、N-H和P-H的键能及最高价含氧酸的酸性等比较非金属性，a、c、d均可比较，而b不能，故答案为：b；
（4）①镍元素的化合价降低了2价，磷元素的化合价升高的2价，由电子、电荷守恒及原子守恒可知，离子反应为Ni²⁺+H₂PO₂^-+1H₂O═Ni+1H₂PO₃^-+2H⁺，
故答案为：1；1；1H₂O；1；1；2H⁺；
②1mol H₂PO₃^-，反应中转移电子的物质的量为1mol×（4-2）=2mol，故答案为：2mol；
（5）①由图可知，pH=8时，溶液中主要含磷物种浓度大小关系为c（HPO₄^2-）＞c（H₂PO₄^-），故答案为：c（HPO₄^2-）＞c（H₂PO₄^-）；
②为获得尽可能纯的NaH₂PO₄，pH应控制从图表中找出H₂PO₄^-分布分数最大值所在区间，即4～5.5（介于此区间内的任意值或区间均可），故答案为：4～5.5（介于此区间内的任意值或区间均可）．

点评：本题考查较综合，涉及元素在周期表的位置、晶体类型、氧化还原反应及图象分析等，综合考查学生分析问题、解决问题的能力，综合性较强，题目难度中等，注意类推法及信息的处理．