Question

有A、B、C、D、E五种元素，其相关信息如下：

元素	相关信息
A	A原子的1s轨道上只有1个电子
B	B是电负性最大的元素
C	C基态原子的2p轨道中有3个未成对电子
D	D是主族元素且与E同周期，其最外能层上有2个运动状态不同的电子
E	E的+1价离子的M能层中所有能级各轨道都有电子且没有未成对电子

请回答下列问题：
（1）写出元素E的基态原子的电子排布式

 

．
（2）CA₃分子中C原子的杂化类型是

 

；在元素E的硫酸盐溶液中逐渐通入CA₃，可以观察到的实验现象是

 

，发生的有关反应的离子方程式为

 

．
（3）C与A还可形成C₂A₄、CA₅等化合物，二者都能与盐酸反应．则C₂A₄与盐酸反应的离子方程式为

 

．CA₅还可与水反应产生无色气体，且所得溶液显碱性，则CA₅的电子式为

 

，与水反应的化学方程式

 

．
（4）A、C、E三种元素可形成[E（CA₃）₄]²⁺，其中存在的化学键类型有

 

（填序号）；1mol该离子中含有

 

个σ键．
①配位键  ②金属键  ③极性共价键  ④非极性共价键   ⑤离子键  ⑥氢键
若[E（CA₃）₄]²⁺具有对称的空间构型，且当[E（CA₃）₄]²⁺中的两个CA₃被两个Cl^-取代时，能得到两种不同结构的产物，则[E（CA₃）₄]²⁺的空间构型为

 

（填序号）．
a．平面正方形 B．正四面体 c．三角锥形D．V形
（5）B与D可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示．其中D离子的配位数为

 

，若该晶体的化学式为

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,位置结构性质的相互关系应用,化学键,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：原子组成与结构专题,元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构

分析：A原子的1s轨道上只有1个电子，应为H元素，B是电负性最大的元素，为F元素；C基态原子的2p轨道中有3个未成对电子，为N元素；E的+1价离子的M能层中所有能级各轨道都有电子且没有未成对电子，应为Cu元素，D是主族元素且与E同周期，其最外能层上有2个运动状态不同的电子，则位于第四周期，最外层电子数为2，为Ca元素，以此解答该题．

解答： 解：A原子的1s轨道上只有1个电子，应为H元素，B是电负性最大的元素，为F元素；C基态原子的2p轨道中有3个未成对电子，为N元素；E的+1价离子的M能层中所有能级各轨道都有电子且没有未成对电子，应为Cu元素，D是主族元素且与E同周期，其最外能层上有2个运动状态不同的电子，则位于第四周期，最外层电子数为2，为Ca元素，
（1）E为Cu，原子序数为29，核外电子排布为[Ar]3d¹⁰4s¹，故答案为：[Ar]3d¹⁰4s¹；
（2）CA₃分子为NH₃，N原子形成3个δ键，且孤对电子数为

5-3

2

=1，为sp³杂化，在元素Cu的硫酸盐溶液中逐渐通入NH₃，首先发生Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺，可观察到蓝色沉淀生成，氨气过量，然后发生Cu（OH）₂+4NH₃?H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，沉淀溶解，得到蓝色溶液，
故答案为：sp³杂化；先有蓝色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解得到深蓝色溶液；Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺、Cu（OH）₂+4NH₃?H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O；
（3）N₂H₄与盐酸反应的离子方程式为N₂H₄+2H⁺=[N₂H₆]²⁺，NH₅还可与水反应产生无色气体，且所得溶液显碱性，发生NH₄H+H₂O=NH₃?H₂O+H₂↑，NH₅的电子式为，
故答案为：N₂H₄+2H⁺=[N₂H₆]²⁺；；NH₄H+H₂O=NH₃?H₂O+H₂↑；
（4）H、N、Cu三种元素可形成的[Cu（NH₃）₄]²⁺，为配合物，含有极性共价键和配位键，Cu形成4个δ键，且存在12个N-H键，在1mol该物质含有16N_A（或16×6.02×10²³）个σ键，当[Cu（NH₃）₄]²⁺中的两个CA₃被两个Cl^-取代时，能得到两种不同结构的产物，说明为平面型结构，如为正四面体，则不存在同分异构体，
故答案为：①③；16N_A（或16×6.02×10²³）；a；
（5）晶胞中F为晶胞内部，晶胞中含有8个F^-离子，Ca²⁺离子位于顶点与面心，晶胞中含有Ca²⁺离子数目为8×

1

8

+6×

1

2

=4，故该晶胞的化学式为CaF₂，以晶胞中上面心Ca²⁺离子为研究对象，晶胞中没个Ca周围最近的F^-离子有8个，Ca离子配位数为8，
故答案为：8；CaF₂．

点评：本题考查了物质、结构与性质的应用以及晶胞的计算，题目难度中等，根据题干信息及所学知识正确推断各元素名称为解答关键，注意掌握原子结构与元素周期表、元素周期律的关系，试题有利于培养学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识解决实际问题能力．