Question

5．已知砷（As）元素的原子結構示意圖為：
（1）砷在元素周期表中位于第四  周期，最高正化合價為+5．
（2）已知可逆反應AsO₄^3-+2I^-+2H⁺?AsO₃^3-+I₂+H₂．如圖所示，若A中盛KI和I₂溶液，B中盛Na₃AsO₄和Na₃AsO₃溶液，C₁、C₂為兩根碳棒．當向B中滴加濃鹽酸時，發現G中的指針發生偏轉；改向B中滴加40%的NaOH溶液時，G中的指針則向反方向偏轉．
①加鹽酸時，上述平衡向右（正反應）移動，C1是負極（填“正”或“負”）；
②寫出加NaOH溶液時，C₂上發生的電極反應式．
（3）As₂O₃俗名砒霜，是一種劇毒物質．法醫檢驗砒霜中毒的方法是：向試樣中加入鋅粉和鹽酸，如果有砒霜，將生成無色氣體AsH₃，將氣體導入熱玻璃管會分解成亮黑色的“砷鏡”，這就是著名的“馬氏驗砷法”．請將下面方程式補充完整并配平：
□As₂O₃+□Zn+□HCl═□AsH₃+□ZnCl₂+□As₂O₃+6Zn+12HCl=2AsH₃↑+6ZnCl₂+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）電子層等于周期序數，最外層電子數等于最高正化合價；
（2）①加鹽酸時，可逆反應AsO₄^3-+2I^-+2H^+?AsO₃^3-+I₂+H₂O，氫離子的濃度變大，平衡正向移動，A中碘離子發生氧化反應為負極，所以C₁為負極；
②該電極反應式為AsO₃^3-+I₂+2OH^-?AsO₄^3-+2I^-+H₂O；
（3）根據題目信息砒霜、鋅粉和鹽酸為反應物，生成物之一為AsH₃，根據質量守恒定律可寫出反應的化學方程式．

解答 解：（1）電子層等于周期序數，4個電子層，所以周期數為：四，最外層有5個電子，所以最高正價為+5，故答案為：四；+5；
（2）①加鹽酸時，可逆反應AsO₄^3-+2I^-+2H^+?AsO₃^3-+I₂+H₂O，氫離子的濃度變大，平衡正向移動，A中碘離子發生氧化反應為負極，所以C₁為負極，
故答案為：右（正反應）；  負；
②加NaOH溶液時平衡逆向移動，該過程中C₂棒為負極失電子發生氧化反應，電極反應為AsO₃^3-+2OH^--2e^-=AsO₄^3-+H₂O，
故答案為：AsO₃^3-+2OH^--2e^-=AsO₄^3-+H₂O；
（3）根據題目信息砒霜、鋅粉和鹽酸為反應物，生成物之一為AsH₃，根據質量守恒定律可寫出反應的化學方程式As₂O₃+12HCl+6Zn=6ZnCl₂+2AsH₃↑+3H₂O，
故答案為：As₂O₃+6Zn+12HCl=2AsH₃↑+6ZnCl₂+3H₂O．

點評 本題考查原子結構確定元素在周期表中的位置，結合電化學考查平衡移動，根據題意書寫化學方程式，學生要在讀懂題目條件的情況下解題，考查學生篩選信息的能力，比較容易．