Question

有A、B、C、D、E五種元素，其相關(guān)信息如下：

元素	相關(guān)信息
A	A原子的1s軌道上只有1個(gè)電子
B	B是電負(fù)性最大的元素
C	C基態(tài)原子的2p軌道中有3個(gè)未成對(duì)電子
D	D是主族元素且與E同周期，其最外能層上有2個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子
E	E的+1價(jià)離子的M能層中所有能級(jí)各軌道都有電子且沒(méi)有未成對(duì)電子

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）寫(xiě)出元素E的基態(tài)原子的電子排布式

 

．
（2）CA₃分子中C原子的雜化類型是

 

；在元素E的硫酸鹽溶液中逐漸通入CA₃，可以觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

，發(fā)生的有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）C與A還可形成C₂A₄、CA₅等化合物，二者都能與鹽酸反應(yīng)．則C₂A₄與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為

 

．CA₅還可與水反應(yīng)產(chǎn)生無(wú)色氣體，且所得溶液顯堿性，則CA₅的電子式為

 

，與水反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（4）A、C、E三種元素可形成[E（CA₃）₄]²⁺，其中存在的化學(xué)鍵類型有

 

（填序號(hào)）；1mol該離子中含有

 

個(gè)σ鍵．
①配位鍵  ②金屬鍵  ③極性共價(jià)鍵  ④非極性共價(jià)鍵   ⑤離子鍵  ⑥氫鍵
若[E（CA₃）₄]²⁺具有對(duì)稱的空間構(gòu)型，且當(dāng)[E（CA₃）₄]²⁺中的兩個(gè)CA₃被兩個(gè)Cl^-取代時(shí)，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，則[E（CA₃）₄]²⁺的空間構(gòu)型為

 

（填序號(hào)）．
a．平面正方形 B．正四面體 c．三角錐形D．V形
（5）B與D可形成離子化合物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示．其中D離子的配位數(shù)為

 

，若該晶體的化學(xué)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子核外電子排布,位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,化學(xué)鍵,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：A原子的1s軌道上只有1個(gè)電子，應(yīng)為H元素，B是電負(fù)性最大的元素，為F元素；C基態(tài)原子的2p軌道中有3個(gè)未成對(duì)電子，為N元素；E的+1價(jià)離子的M能層中所有能級(jí)各軌道都有電子且沒(méi)有未成對(duì)電子，應(yīng)為Cu元素，D是主族元素且與E同周期，其最外能層上有2個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子，則位于第四周期，最外層電子數(shù)為2，為Ca元素，以此解答該題．

解答： 解：A原子的1s軌道上只有1個(gè)電子，應(yīng)為H元素，B是電負(fù)性最大的元素，為F元素；C基態(tài)原子的2p軌道中有3個(gè)未成對(duì)電子，為N元素；E的+1價(jià)離子的M能層中所有能級(jí)各軌道都有電子且沒(méi)有未成對(duì)電子，應(yīng)為Cu元素，D是主族元素且與E同周期，其最外能層上有2個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子，則位于第四周期，最外層電子數(shù)為2，為Ca元素，
（1）E為Cu，原子序數(shù)為29，核外電子排布為[Ar]3d¹⁰4s¹，故答案為：[Ar]3d¹⁰4s¹；
（2）CA₃分子為NH₃，N原子形成3個(gè)δ鍵，且孤對(duì)電子數(shù)為

5-3

2

=1，為sp³雜化，在元素Cu的硫酸鹽溶液中逐漸通入NH₃，首先發(fā)生Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺，可觀察到藍(lán)色沉淀生成，氨氣過(guò)量，然后發(fā)生Cu（OH）₂+4NH₃?H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，沉淀溶解，得到藍(lán)色溶液，
故答案為：sp³雜化；先有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生，然后沉淀逐漸溶解得到深藍(lán)色溶液；Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺、Cu（OH）₂+4NH₃?H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O；
（3）N₂H₄與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為N₂H₄+2H⁺=[N₂H₆]²⁺，NH₅還可與水反應(yīng)產(chǎn)生無(wú)色氣體，且所得溶液顯堿性，發(fā)生NH₄H+H₂O=NH₃?H₂O+H₂↑，NH₅的電子式為，
故答案為：N₂H₄+2H⁺=[N₂H₆]²⁺；；NH₄H+H₂O=NH₃?H₂O+H₂↑；
（4）H、N、Cu三種元素可形成的[Cu（NH₃）₄]²⁺，為配合物，含有極性共價(jià)鍵和配位鍵，Cu形成4個(gè)δ鍵，且存在12個(gè)N-H鍵，在1mol該物質(zhì)含有16N_A（或16×6.02×10²³）個(gè)σ鍵，當(dāng)[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個(gè)CA₃被兩個(gè)Cl^-取代時(shí)，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，說(shuō)明為平面型結(jié)構(gòu)，如為正四面體，則不存在同分異構(gòu)體，
故答案為：①③；16N_A（或16×6.02×10²³）；a；
（5）晶胞中F為晶胞內(nèi)部，晶胞中含有8個(gè)F^-離子，Ca²⁺離子位于頂點(diǎn)與面心，晶胞中含有Ca²⁺離子數(shù)目為8×

1

8

+6×

1

2

=4，故該晶胞的化學(xué)式為CaF₂，以晶胞中上面心Ca²⁺離子為研究對(duì)象，晶胞中沒(méi)個(gè)Ca周圍最近的F^-離子有8個(gè)，Ca離子配位數(shù)為8，
故答案為：8；CaF₂．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的應(yīng)用以及晶胞的計(jì)算，題目難度中等，根據(jù)題干信息及所學(xué)知識(shí)正確推斷各元素名稱為解答關(guān)鍵，注意掌握原子結(jié)構(gòu)與元素周期表、元素周期律的關(guān)系，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力．