Question

已知A、B、C、D都是周期表中的短周期元素，它们的核电荷数依次增大．A原子、C原子的L电子层中，都有两个未成对的电子，C、D同主族．E、F都是第四周期元素，E原子核外有4个未成对电子，F原子的外围电子排布式为3d¹⁰4s¹．请填空：
（1）E²⁺离子的核外电子排布式是

 

．
（2）A的最高价氧化物对应的水化物分子中，其中心原子采取

 

杂化．
（3）B的气态氢化物易溶于C的简单氢化物中，其主要原因是

 

．
（4）化合物AC₂、B₂C和阴离子DAB^-互为等电子体，它们结构相似，1mol DAB^-中含有π键的数目为

 

．
（5）某种化合物由D、E、F三种元素组成，其晶胞如图所示，则其化学式为

 

．
（6）某配合物甲的焰色反应呈紫色，其内界由中心离子E²⁺与配位体AB^-构成，配位数为6．甲的水溶液与稀硫酸在加热时发生非氧化还原反应，生成三种硫酸盐和一种与AB^-是等电子体的气态化合物，反应的化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,配合物的成键情况,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：A、B、C、D都是周期表中的短周期元素，它们的核电荷数依次增大，A原子、C原子的L电子层中，都有两个未成对的电子，则外围电子排布为2s²2p²、2s²2p⁴，故A为C元素、C为O元素，B原子序数介于C、O元素之间，则B为N元素，C、D同主族且为短周期元素，则D为S元素；
E、F都是第四周期元素，E原子核外有4个未成对电子，外围电子排布为3d⁶4s²，故E为Fe元素，F原子的外围电子排布式为3d¹⁰4s¹，则F为Cu，
（1）Fe原子失去最外层两个电子生成Fe²⁺，根据构造原理书写Fe²⁺的核外电子排布式；
（2）A的最高价氧化物的水化物H₂CO₃，根据价层电子对互斥理论确定中心原子杂化方式；
（3）B的气态氢化物是NH₃、C的氢化物是H₂O，分子之间能形成氢键导致氨气的溶解性增大；
（4）等电子体结构、性质相似，化合物CO₂、N₂O和阴离子SCN^-互为等电子体，它们结构相似，根据二氧化碳分子中π键数目计算1mol SCN^-中含有π键的数目；
（5）利用均摊法计算该晶胞中各微粒数目，从而确定其化学式；
（6）某配合物甲的焰色反应呈紫色，说明含有K元素，其内界由中心离子Fe²⁺与配位体CN^-构成，配位数为6，根据化合物中各元素化合价的代数和为0知，甲的化学式为K₄Fe（CN）₆，甲的水溶液与稀硫酸在加热时发生非氧化还原反应，生成三种硫酸盐和一种与AB^-是等电子体的气态化合物，根据元素守恒知，生成的硫酸盐是硫酸钾、硫酸亚铁、硫酸铵和CO．

解答： 解：A、B、C、D都是周期表中的短周期元素，它们的核电荷数依次增大，A原子、C原子的L电子层中，都有两个未成对的电子，则外围电子排布为2s²2p²、2s²2p⁴，故A为C元素、C为O元素，B原子序数介于C、O元素之间，则B为N元素，C、D同主族且为短周期元素，则D为S元素；
E、F都是第四周期元素，E原子核外有4个未成对电子，外围电子排布为3d⁶4s²，故E为Fe元素，F原子的外围电子排布式为3d¹⁰4s¹，则F为Cu，
（1）Fe原子失去最外层两个电子生成Fe²⁺，根据构造原理知Fe²⁺的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶ （或[Ar]3d⁶），
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶ （或[Ar]3d⁶）；
（2）A的最高价氧化物的水化物H₂CO₃，根据价层电子对互斥理论知，中心原子C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，所以C原子采用sp²杂化，故答案为：sp²；
（3）B的气态氢化物是NH₃、C的氢化物是H₂O，氨气和水分子之间能形成氢键从而增大氨气的溶解性，故答案为：NH₃与H₂O分子间会形成氢键；
（4）等电子体结构、性质相似，化合物CO₂、N₂O和阴离子SCN^-互为等电子体，它们结构相似，1mol二氧化碳分子中π键数目是2N_A（或1.204×10²⁴），根据等电子体理论知1mol SCN^-中含有π键的数目为2N_A（或1.204×10²⁴），故答案为：2N_A（或1.204×10²⁴）；
（5）D是S元素、E是Fe元素、F是Cu元素，该晶胞中S原子个数为8，Fe原子个数=4×

1

4

+6×

1

2

=4，Cu原子个数=8×

1

8

+1+4×

1

2

=4，则S、Fe、Cu原子个数之比为8：4：4=2：1：1，则该物质的化学式为FeCuS₂，故答案为：FeCuS₂；
（6）某配合物甲的焰色反应呈紫色，说明含有K元素，其内界由中心离子Fe²⁺与配位体CN^-构成，配位数为6，根据化合物中各元素化合价的代数和为0知，甲的化学式为K₄Fe（CN）₆，甲的水溶液与稀硫酸在加热时发生非氧化还原反应，生成三种硫酸盐和一种与AB^-是等电子体的气态化合物，根据元素守恒知，生成的硫酸盐是硫酸钾、硫酸亚铁、硫酸铵和CO，则该反应方程式为K₄Fe（CN）₆+6H₂SO₄+6H₂O

△   .

2K₂SO₄+FeSO₄+3（NH₄）₂SO₄+6CO↑，
故答案为：K₄Fe（CN）₆+6H₂SO₄+6H₂O

△   .

2K₂SO₄+FeSO₄+3（NH₄）₂SO₄+6CO↑．

点评：本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、配合物、等电子体、氢键、原子杂化等知识点，综合性较强，侧重考查学生对基本理论的应用能力，会利用均摊法、价层电子对互斥理论、构造原理等知识点分析解答，题目难度中等．