Question

磷和砷是同主族的非金属元素。

(1)砷(As)元素位于元素周期表第____列；As原子能量最高的3个轨道在空间相互____；1个黄砷(As₄)分子中含有_____个As﹣As键，键角_____度．

(2)黑磷的结构与石墨相似．最近中国科学家将黑磷“撕”成了二维结构，硬度和导电能力都大大提高，这种二维结构属于____(选填编号)．

a．离子晶体         b．原子晶体         c．分子晶体        d．其它类型

(3)与硫元素的相关性质比，以下不能说明P的非金属性比S弱的是_____(选填编号)．

a．磷难以与氢气直接化合   b．白磷易自燃    c．P﹣H的键能更小   d．H₃PO₄酸性更弱

(4)次磷酸钠(NaH₂PO₂)可用于化学镀镍，即通过化学反应在塑料镀件表面沉积镍﹣磷合金．

化学镀镍的溶液中含有Ni²⁺和H₂PO₂^﹣，在酸性条件下发生以下镀镍反应：

___ Ni²⁺+___ H₂PO₂^﹣+___H₂O　→____Ni+____ H₂PO₃^﹣+___H⁺　

①请配平上述化学方程式。

②上述反应中，若生成1mol H₂PO₃^﹣，反应中转移电子的物质的量为______。

(5)NaH₂PO₄、Na₂HPO₄和Na₃PO₄可通过H₃PO₄与NaOH溶液反应获得，含磷各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。

①pH=8时，溶液中主要含磷物种浓度大小关系为_________________。

②为获得尽可能纯的NaH₂PO₄，pH应控制在______________________________。

Answer

15 垂直 6 60 d b 1 1 1 1 1 2 2mol c(HPO42﹣)＞c(H2PO4﹣) 4～5.5(介于此区间内的任意值或区间均可)

【解析】

(1)砷（As）为第ⅤA族元素，As原子能量最高的3个轨道为4p，黄砷（As4）分子类似P4结构，为正四面体；

(2)黑磷的结构与石墨相似，硬度和导电能力都大大提高，则晶体类型与石墨相同；

(3)可利用与氢气化合的难易程度、N-H和P-H的键能及最高价含氧酸的酸性等比较非金属性；

(4)镍元素的化合价降低了2价，磷元素的化合价升高的2价，根据原子守恒结合电荷守恒可得配平的方程式；

(5)为获得尽可能纯的NaH2PO4，pH应控制从图表中找出H2PO4-分布分数最大值所在区间；溶液中主要含磷物种浓度大小关系可由图表得出。

(1)砷(As)为第ⅤA族元素，位于元素周期表第15列，As原子能量最高的3个轨道为4p，在空间相互垂直，黄砷(As4)分子类似P4结构，为正四面体，有6个As﹣As键，键角为60度；

(2)黑磷的结构与石墨相似，硬度和导电能力都大大提高，则晶体类型与石墨相同，存在共价键和分子间作用力，为混合型晶体，故答案为：d；

(3)可利用与氢气化合的难易程度、N﹣H和P﹣H的键能及最高价含氧酸的酸性等比较非金属性，a、c、d均可比较，而b不能，故答案为：b；

(4)①镍元素的化合价降低了2价，磷元素的化合价升高了2价，由电子、电荷守恒及原子守恒可知，离子反应为Ni2++H2PO2﹣+H2O═Ni+H2PO3﹣+2H+；

②1mol H2PO3﹣，反应中转移电子的物质的量为1mol×(4﹣2)=2mol；

(5)①由图可知，pH=8时，溶液中主要含磷物种浓度大小关系为c(HPO42﹣)＞c(H2PO4﹣)；

②为获得尽可能纯的NaH2PO4，pH应控制从图表中找出H2PO4﹣分布分数最大值所在区间，即4～5.5(介于此区间内的任意值或区间均可)。