Question

【题目】砷元素广泛存在于自然界，砷与其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂等。

(1)砷的常见氧化物有As2O3和As2O5，其中As2O5热稳定性差。根据图1写出As2O3转化为As2O5的热化学方程式__________________________________。

(2)砷酸钠具有氧化性，298K时，在100mL烧杯中加入10mL0.1 mol/L Na3AsO4溶液、20mL0.1 mol/L KI溶液和20mL0.05mol/L硫酸溶液，发生下列反应：AsO43-(无色)+12(浅黄色)+H2O △H。测得溶液中c(I2)与时间(t)的关系如图2所示(溶液体积变化忽略不计)。

①升高温度，溶液中AsO43-的平衡转化率减小，则该反应的△H________0(填“大于”“小于”或“等于”)。

②0~10min内，I的反应速率v(Iˉ)= ____________。

③下列情况表明上述可逆反应达到平衡状态的是_______(填字母代号)。

a.c(AsO33-)+c(AsO42-)不再变化 b.溶液颜色保持不再变化

C.c(AsO33-)与c(AsO42-)的比值保持不再变化 d.I的生成速率等于I2的生成速率

④在该条件下，上述反应平衡常数的表达式K=______________。

(3)利用(2)中反应可测定含As2O3和As2O5的试样中的各组分含量(所含杂质对测定无影响)，过程如下：

①将试样02000g溶于NaOH溶液，得到含AO33-和AsO43-的混合溶液。

②上述混合液用0.02500 mol·L-1的I2溶液滴定，用淀粉试液做指示剂，当________________，则滴定达到终点。重复滴定3次，平均消耗I2溶液40.00mL。则试样中As2O5的质量分数是_________(保留四位有效数字)。若滴定终点时，仰视读数，则所测结果_________ (填“偏低”，“偏高”，“无影响”)。

【答案】 略 略 略 略 略 略 略 略

【解析】(1). 由图1可知，As2O3(s)和O2(g)反应转化为As2O5(s)的△H=－(914.6－619.2)kJ/mol=－295.4kJ/mol，则热化学方程式为：As2O3(s)+O2(g)=As2O5(s) △H=-295.4kJ/mol，故答案为：As2O3(s)+O2(g)=As2O5(s) △H=-295.4kJ/mol；

(2). ①. 升高温变，溶液中AsO43-的平衡转化率减小，说明升高温度，平衡逆向移动，该反应为放热反应，则△H＜0，故答案为：小于；

②. 在0~10min 内，I2的浓度从0变为0.015mol/L，由反应方程式可知，I－减少了0.03mol/L，则0~10min内，用I－表示的反应速率v(I－)=0.03mol/L÷10min=0.003mol/(L·min)，故答案为：0.003mol/(L·min)；

③. a. 根据物料守恒关系可知，溶液中的c(AsO33-)+c(AsO43-)始终不变，所以c(AsO33-)+c(AsO43-)不再变化，不能说明反应达到平衡状态，故a错误；b. 溶液颜色不再变化，说明各物质的浓度不再改变，反应达到平衡状态，故b正确；c. c(AsO33-)与c(AsO43-)的比值不再变化，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故c正确；d. I－的生成速率等于I2的生成速率，正逆反应速率不相等，说明反应没有达到平衡状态，故d错误；答案选：bc；

④. 由反应方程式可知，在该条件下，反应平衡常数的表达式K=，故答案为：；

(3). ①. 用0.02500mol/L的I2溶液滴定含AsO33-和AsO43-的混合溶液，当滴入最后一滴标准液时，溶液由无色变蓝色，且30s内不恢复，即为滴定终点，上述混合液用0.02500mol/L的I2溶液滴定，重复滴定3次，平均消耗I2溶液40.0mL，根据As2O5+6OH=2AsO43+3H2O、AsO33-+I2+H2O AsO43-+2I-+2H+可知：

1 1

n 0.02500mol/L×0.04L，n(AsO33-)= 0.001mol，则试样中As2O5的质量分数是×100%=50.50%，若滴定终点时仰视读数，会使读取的标准液体积偏大，n(AsO33-)偏大，则As2O5的质量分数偏小，所测结果偏低，故答案为：滴入最后一滴标准液，溶液由无色变蓝色，且30s内不恢复；50.50%；偏低。

【题型】综合题
【结束】
11

【题目】元素周期表中第四周期元素有许多重要用途。

I.研究发现，钒元素的某种配合物可增强胰岛素降糖作用，它是电中性分子，结构如图1。

(1) 基态V元素的价层电子轨道表示式为___________，分子中非金属元素电负性由大到小的顺序为______________。

(2) 分子中采取sp2杂化的原子有_________，1mol 分子中含有配位键的数目是______。

(3) 该物质的晶体中除配位键外，所含微粒间作用力的类型还有______ (填序号)。

a. 金属键 b.极性键 c.非极性键 d.范德华力 e. 氢键

II.Fe 与C、Mn等元素可形成多种不同性能的合金。

(4) 图2-甲是Fe的一种晶胞，晶胞中Fe 的堆积方式为________，己知该晶体的密度为ρg·cm-3，用NA表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的边长为__________cm。

(5) 图2-乙是Fe-C-Mn 合金(晶体有缺陷)的一种晶胞，则与C原子等距紧邻Fe 的个数为___，该合金的化学式为__________。

Answer 1

【答案】 O>N>C>H C、N 2NA bcd 体心立方密堆积 4 Fe23Mn8C8

【解析】I. (1). V是23号元素，其价层电子排布式为3d34s2，价层电子轨道表示式为，由图1可知，该配合物中含有N、O、C、H四种非金属元素，由元素周期律可知，这四种元素的非金属性O>N>C>H，非金属性越强，电负性越大，则电负性由大到小的顺序为：O>N>C>H，故答案为：；O>N>C>H；

(2). 由图1可知，该分子中的C原子和N原子的σ键数均为3且没有孤电子对，所以C原子和N原子的杂化轨道数目均为3，采取sp2杂化，由图1可知，V与N原子之间形成配位键，1个分子中含有2个配位键，则1mol分子中含有2mol配位键，数目为2NA，故答案为：C、N；2NA；

(3). 该物质是电中性分子，分子之间存在范德华力，由图1可知，该物质的晶体中除配位键外，分子内的不同非金属原子之间形成极性共价键，同种非金属原子之间形成非极性共价键，不存在金属键和氢键，故答案为：bcd；

II. (4). 由Fe的晶胞结构示意图可知，晶胞中Fe的堆积方式为体心立方密堆积，晶胞中Fe原子的个数为：8×+1=2，则晶胞的质量为：×56g，设晶胞的棱长为x cm，则×56g=ρg·cm-3×(x cm)3，解得x=cm，故答案为：体心立方密堆积；；

(5). 由图乙可知，体心的C原子与面心的Fe原子距离最近，则与C原子等距紧邻的Fe原子个数为4，该晶胞中Fe原子个数为7×+4×=，C原子个数为1，Mn原子数目为2×=1，则Fe、Mn、C原子数目之比为23:8:8，化学式为：Fe23Mn8C8，故答案为：4；Fe23Mn8C8。