Question

20．砷（As）与其化合物被广泛应用在除草剂、杀虫剂以及含砷药物中．回答下列问题：
（1）砷是氮的同族元素．砷在元素周期表中的位置为第四周期第VA族；AsH₃分子的空间构型为三角锥形．
（2）As₂O₃俗称砒霜，与锌和硫酸混合，会发生反应生成砷化氢、硫酸锌和水，该反应的化学方程式：As₂O₃+6H₂SO₄+6Zn=6ZnSO₄+2ASH₃↑+3H₂O
As₂O₃是两性偏酸性氧化物，是亚砷酸（H₃AsO₃）的酸酐，易溶于碱生成亚砷酸盐，写出As₂O₃与足量氢氧化钠溶液反应的离子方程式：As₂O₃+6OH^-=2AsO₃^3-+3H₂O
（3）砷在自然界中主要以硫化物矿形式存在，如雄黄（As₄S₄）和雌黄（As₂S₃）．As₂S₃和SnCl₂在盐酸中反应转化为雄黄和SnCl₄并有H₂S气体放出．若二者恰好完全反应，As₂S₃和SnCl₂的物质的量之比为：1：1，反应产生的气体可用氢氧化钠溶液吸收．
（4）As₂O₃和HNO₃反应：As₂O₃+10H⁺+10NO₃^-═2H₃AsO₄+3S↓+10NO↑+2H₂O
将该反应设计成原电池，则NO₂应该在正极（填“正极”或“负极”）附近逸出，该极的电极反应式为：NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）As与N同主族位于第VA族，As位于第四周期；其氢化物的结构与氨气相同；
（2）As₂O₃与锌和硫酸混合发生反应生成砷化氢、硫酸锌和水；As₂O₃与足量氢氧化钠溶液反应生成亚砷酸钠和水；
（3）根据反应物和生成物来分析反应，则利用氧化还原反应反应中得失电子守恒来分析完全反应的物质的量之比来解答；硫化氢可以用氢氧化钠溶液吸收；
（4）NO₃^-在正极上得电子生成NO₂．

解答 解：（1）As与N同主族位于第VA族，As位于第四周期，即As位于第四周期第VA族；其氢化物的结构与氨气相同，则AsH₃分子的空间构型为三角锥形；
故答案为：第四、第VA；三角锥形；
（2）As₂O₃与锌和硫酸混合发生反应生成砷化氢、硫酸锌和水，其反应的方程式为：As₂O₃+6H₂SO₄+6Zn=6ZnSO₄+2ASH₃↑+3H₂O；As₂O₃与足量氢氧化钠溶液反应生成亚砷酸钠和水，其反应的离子方程式为：As₂O₃+6OH^-=2AsO₃^3-+3H₂O；
故答案为：As₂O₃+6H₂SO₄+6Zn=6ZnSO₄+2ASH₃↑+3H₂O；As₂O₃+6OH^-=2AsO₃^3-+3H₂O；
（3）As₂S₃和SnCl₂在盐酸中反应转化为As₄S₄和SnCl₄并放出H₂S气体，则反应为2As₂S₃+2SnCl₂+4HCl=As₄S₄+2SnCl₄+2H₂S，
根据电子得失守恒知1molAs₂S₃作氧化剂得到2mol电子，而1molSnCl₂作还原剂失去2mol电子，则二者的物质的量之比是1：1；硫化氢溶于水显酸性，可以用氢氧化钠溶液吸收；
故答案为：1：1；氢氧化钠溶液；
（4）As₂S₃+10H⁺+10NO₃^-=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O反应中NO₃^-得到电子，正极上得电子的物质发生还原反应，所以NO₃^-在正极上得电子生成NO₂，其电极方程式为：NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O；
故答案为：正极；NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O．

点评 本题考查了元素周期表的结构与元素周期律、氧化还原反应、离子方程式的书写、原电池原理的应用，题目难度中等，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力，注意掌握氧化还原反应中电子守恒在计算中的应用方法．