Question

3．X、Y、Z、R為前四周期元素，原子序數(shù)依次增大．X、Y同周期，X基態(tài)原子的最外層電子數(shù)是次外層的2倍，Y基態(tài)原子的s能級和p能級上電子數(shù)相等；Z是地殼中含量最高的金屬元素；R⁺離子的3d軌道全充滿．
請回答下列問題：
（1）Z³⁺離子的核外電子排布式是1s²2s²2p⁶．
（2）科學(xué)家成功地在高壓下將XY₂轉(zhuǎn)化為具有類似SiO₂結(jié)構(gòu)的原子晶體，該晶體中X原子的雜化軌道類型是sp³；X、Z、R的單質(zhì)分別與足量Y₂充分反應(yīng)所得產(chǎn)物的熔點由高到低的順序是Al₂O₃＞CuO＞CO₂．（填化學(xué)式）
（3）由Y、R形成的某化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示，其化學(xué)式是CuO．
（4）常溫下，pH相同的NaZY₂與Na₂XY₃兩種溶液，物質(zhì)的量濃度較大的是Na₂CO₃．（填化學(xué)式）
（5）將亞硫酸鈉的水溶液逐滴加入RCl₂的水溶液中，再加入少量濃鹽酸混勻，得到難溶的白色沉淀RCl，該反應(yīng)的離子方程式是SO₃^2-+2Cu²⁺+2Cl^-+H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺．

Answer 1

分析 X、Y、Z、R為前四周期元素，原子序數(shù)依次增大，X基態(tài)原子的最外層電子數(shù)是次外層的2倍，最外層最多含有8個電子，則X含有兩個電子層，最外層為4個電子，所以X為C元素；Z是地殼中含量最高的金屬元素，則Z為Al元素；X、Y同周期，則Y為第二周期，Y基態(tài)原子的s能級和p能級上電子數(shù)相等，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁴，為O元素；R⁺離子的3d軌道全充滿，的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，R原子的原子序數(shù)為29，則R為Cu元素，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：X、Y、Z、R為前四周期元素，原子序數(shù)依次增大，X基態(tài)原子的最外層電子數(shù)是次外層的2倍，最外層最多含有8個電子，則X含有兩個電子層，最外層為4個電子，所以X為C元素；Z是地殼中含量最高的金屬元素，則Z為Al元素；X、Y同周期，則Y為第二周期，Y基態(tài)原子的s能級和p能級上電子數(shù)相等，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁴，為O元素；R⁺離子的3d軌道全充滿，的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，R原子的原子序數(shù)為29，則R為Cu元素，
（1）Z為Al元素，鋁離子核外電子總數(shù)為10，鋁離子的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶，
故答案為：1s²2s²2p⁶；
（2）XY₂為CO₂，CO₂在高溫高壓下所形成的晶體具有類似SiO₂結(jié)構(gòu)的原子晶體，該晶體中C原子形成4個C-O單鍵，則C原子含有4價層電子對，所以C原子軌道的雜化類型為sp³；
X、Z、R分別為C、Al、Cu元素，Y₂為氧氣，則X、Z、R的單質(zhì)分別與足量Y₂充分反應(yīng)所得產(chǎn)物分別為：二氧化碳、氧化鋁和氧化銅，二氧化碳形成的晶體為分子晶體，其沸點最低，氧化銅和氧化鋁都是離子晶體，其中氧化鋁中離子鍵較短，則其沸點較高，所以三者的沸點高低為：Al₂O₃＞CuO＞CO₂，
故答案為：sp³；Al₂O₃＞CuO＞CO₂；
（3）Y為O元素、R為Cu元素，由O、Cu形成的某化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示，Y的數(shù)目=8×$\frac{1}{8}$+4×$\frac{1}{4}$+2×$\frac{1}{2}$+1=4，R原子數(shù)目為4，所以Y和R的離子數(shù)目之比為4：4=1：1，所以該化合物的化學(xué)式為CuO，
故答案為：CuO；
（4）NaZY₂與Na₂XY₃分別為NaAlO₂、Na₂CO₃，碳酸氫根離子的酸性大于氫氧化鋁，則pH相同時，碳酸鈉溶液的濃度大于偏鋁酸鈉，故答案為：Na₂CO₃；
（5）白色沉淀為CuCl，二者發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，該反應(yīng)的離子方程式為SO₃^2-+2Cu²⁺+2Cl^-+H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺，
故答案為：SO₃^2-+2Cu²⁺+2Cl^-+H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺．

點評 本題考查了位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的綜合應(yīng)用，題目難度中等，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，試題知識點較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查學(xué)生靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識的能力．