Question

【題目】已知X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于42．X元素原子的2p軌道上有2個未成對電子，Y元素原子的4p軌道上有3個未成對電子．X跟Y可形成化合物Y2X3 ， Z元素可以形成正一價離子．請回答下列問題：
（1）X元素原子基態時的價電子排布式為 ， X的元素符號是；
（2）Y元素在元素周期表中的位置是 ， Y的元素名稱是 ， Y元素價層電子的電子排布圖為；
（3）比較Y的氫化物與同族第二、第三周期元素所形成的氫化物沸點高低 ， 并說明理由
（4）已知化合物Y2X3在稀硫酸溶液中可被金屬鋅還原為YZ3 ， 產物還有ZnSO4和H2O，該反應的化學方程式是 ．

Answer 1

【答案】
（1）2s22p4；O
（2）第4周期VA族；砷；
（3）NH3＞AsH3＞PH3；NH3可形成分子間氫鍵，沸點最高，AsH3相對分子質量比PH3大，分子間作用力大，因而AsH3比PH3沸點高
（4）As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O
【解析】解：已知X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于42；Y元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，Y元素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；X元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子，X的2p軌道上有2個電子或4個電子，所以X為碳元素或氧元素，X跟Y可形成化合物Y2X3 ， 故X為氧元素；X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于42，則Z的質子數為：42﹣8﹣33=1，則Z為氫元素，氫原子可以形成正一價離子，（1）X為O元素，其原子基態時的價電子排布式為2s22p4；（2）Y的原子4p軌道上有3個未成對電子，Y元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3 ， 元素名稱為砷；處于第四周期第ⅤA族，；其價電子的軌道表示式為 ； 所以答案是：第四周期第ⅤA族； 砷； ；（3）同主族元素為N、P、As，在同主族元素對應的氫化物中，對應的氫化物含有氫鍵，沸點較高；AsH3相對分子質量比PH3大，分子間作用力大，因而AsH3比PH3沸點高，則沸點大小為：NH3＞AsH3＞PH3；
所以答案是：NH3＞AsH3＞PH3 ， NH3可形成分子間氫鍵，沸點最高，AsH3相對分子質量比PH3大，分子間作用力大，因而AsH3比PH3沸點高；（4）X為O元素、Y為As元素，Z為H元素．化合物Y2X3為As2O3 ， YZ3為AsH3 ， As2O3在稀硫酸溶液中可被金屬鋅還原為AsH3 ， 產物還有ZnSO4和H2O，反應中Zn元素化合價由0價升高為+2價，As元素化合價由+3價降低為﹣3價，參加反應的Zn與As2O3的物質的量之比為6×2：2=6：1，則反應方程式為：As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O，
所以答案是：As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O．