Question

11．已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42．X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子，Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子．X跟Y可形成化合物X₂Y₃，Z元素可以形成負(fù)一價(jià)離子．請(qǐng)回答下列問題：
（1）X元素原子基態(tài)時(shí)的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，該元素的符號(hào)是As．
（2）Y元素原子的價(jià)層電子的軌道表示式為．
（3）X與Z可形成化合物XZ₃，該化合物的空間構(gòu)型為三角錐形．
（4）比較X的氫化物與同族第二、第三周期元素所形成的氫化物穩(wěn)定性高低低，理由是鍵長N-H＜P-H＜As-H，鍵長越短，鍵能越大，化合物越穩(wěn)定．
（5）已知化合物X₂Y₃在稀硫酸溶液中可被金屬鋅還原為XZ₃，產(chǎn)物還有ZnSO₄和H₂O，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄═2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O．

Answer 1

分析 X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子，原子的核外電子排布式為 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，處于第四周期第ⅤA族，故X為As元素；Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子，Y的2p軌道上有2個(gè)電子或4個(gè)電子，所以Y為碳元素或氧元素，X跟Y可形成化合物X₂Y₃，故Y為氧元素；X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42，則Z的質(zhì)子數(shù)為42-8-33=1，則Z為氫元素，氫原子可以形成負(fù)一價(jià)離子，符合題意．

解答 解：X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子，原子的核外電子排布式為 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，處于第四周期第ⅤA族，故X為As元素；Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子，Y的2p軌道上有2個(gè)電子或4個(gè)電子，所以Y為碳元素或氧元素，X跟Y可形成化合物X₂Y₃，故Y為氧元素；X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42，則Z的質(zhì)子數(shù)為42-8-33=1，則Z為氫元素，氫原子可以形成負(fù)一價(jià)離子，符合題意．
（1）X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子，由能量最低原理原理，可知原子的核外電子排布式為 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，故X為As，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；As；
（2）Y為O元素，價(jià)電子排布式為2s²2p⁴，則價(jià)電子排布圖為：，
故答案為：；
（3）X與Z可形成化合物AsH₃，與氨氣結(jié)構(gòu)相似，該化合物的空間構(gòu)型為三角錐形，
故答案為：三角錐形；
（4）X為As元素，AsH₃與NH₃、PH₃中，鍵長N-H＜P-H＜As-H，鍵長越短，鍵能越大，化合物穩(wěn)定，
所以穩(wěn)定性NH₃＞PH₃＞AsH₃，
故答案為：低；鍵長N-H＜P-H＜As-H，鍵長越短，鍵能越大，化合物越穩(wěn)定；
（5）化合物X₂Y₃為As₂O₃，XZ₃為AsH₃，As₂O₃在稀硫酸溶液中可被金屬鋅還原為AsH₃，產(chǎn)物還有ZnSO₄和H₂O，反應(yīng)中Zn元素化合價(jià)由0價(jià)升高為+2價(jià)，As元素化合價(jià)由+3價(jià)降低為-3價(jià)，參加反應(yīng)的Zn與As₂O₃的物質(zhì)的量之比為6×2：2=6：1，反應(yīng)方程式為As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄═2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O．
故答案為：As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄═2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查結(jié)構(gòu)與位置關(guān)系、核外電子排布規(guī)律、氧化還原反應(yīng)、元素周期律等，題目綜合性較強(qiáng)，熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)并靈活運(yùn)用，（4）中也可以利用非金屬性強(qiáng)弱比較．