Question

下表为长式周期表的一部分，其中的序号代表对应的元素．

（1）元素④与⑥形成的气体化合物中，元素④的杂化方式为

 

，气体化合物分子空间构型为

 

；
（2）某元素的价电子排布式为nsⁿnpⁿ⁺¹，该元素可与元素①形成10电子的气体分子Y，将过量的Y气体通入盛有含⑩元素的硫酸盐溶液中，反应过程中的实验现象为：

 

；
反应过程中的离子方程式为

 

．
（3）元素④的最高价氧化物对应的水化物稀溶液与元素⑦的单质反应时，元素④被还原到最低价，该反应的化学方程式为

 

．
（4）元素⑩的某种氧化物的晶体结构如图所示，其中实心球表示元素⑩原子，则一个晶胞中所包含的氧原子数目为

 

．
（5）⑩元素单质晶体是面心立方体，立方体的每个面5个⑩原子紧密堆砌，⑩原子半径为d cm，求该金属的密度为

 

g?cm^-3．（该金属原子的质量为a g）

Answer 1

考点：晶胞的计算,元素周期律和元素周期表的综合应用

专题：

分析：根据元素在周期表中的位置知，①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩分别是H、Be、C、N、O、F、Mg、Cl、Cr、Cu元素，
（1）元素④与⑥形成的气体化合物为NF₃中，根据价层电子对互斥理论确定原子杂化方式、分子空间构型；
（2）某元素的价电子排布式为nsⁿnpⁿ⁺¹，s能级最多排列2个电子，所以其价电子排布式为2s²2p³，所以该元素是N元素，该元素可与元素①形成10电子的气体分子Y为NH₃，将过量的NH₃气体通入盛有含⑩元素的硫酸盐硫酸铜溶液中，氨气先和水反应生成一水合氨，一水合氨和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，过量的一水合氨和氢氧化铜反应生成铜氨络合物；
（3）元素N的最高价氧化物对应的水化物稀溶液是稀硝酸，元素⑦的单质是Mg，元素④被还原到最低价，则生成氨气，二者反应生成硝酸镁、氨气和水；
（4）利用均摊法计算O原子个数；
（5）⑩元素单质晶体是面心立方体，立方体的每个面5个⑩原子紧密堆砌，⑩原子半径为d cm，则每个面上对角线长度为4dcm，其边长为2

2

dcm，体积为16

2

d³cm³，其密度ρ=

m

V

．

解答： 解：根据元素在周期表中的位置知，①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩分别是H、Be、C、N、O、F、Mg、Cl、Cr、Cu元素，
（1）元素④与⑥形成的气体化合物为NF₃中，该分子中价层电子对个数=3+

1

2

×（5-3×1）=4且含有一个孤电子对，所以中心原子为sp³杂化，空间构型为三角锥形结构，故答案为：sp³；三角锥形；
（2）某元素的价电子排布式为nsⁿnpⁿ⁺¹，s能级最多排列2个电子，所以其价电子排布式为2s²2p³，所以该元素是N元素，该元素可与元素①形成10电子的气体分子Y为NH₃，将过量的NH₃气体通入盛有含⑩元素的硫酸盐硫酸铜溶液中，氨气先和水反应生成一水合氨，一水合氨和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，过量的一水合氨和氢氧化铜反应生成铜氨络合物，所以看到的现象是先出现蓝色沉淀后溶解，最后溶液呈深蓝色，离子方程式为Cu²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓、Cu（OH）₂+4NH₃=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-，
故答案为：先出现蓝色沉淀后溶解，最后溶液呈深蓝色；Cu（OH）₂+4NH₃=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-；
（3）元素N的最高价氧化物对应的水化物稀溶液是稀硝酸，元素⑦的单质是Mg，元素④被还原到最低价，则生成氨气，二者反应生成硝酸镁、氨气和水，反应方程式为4Mg+10HNO₃=4Mg（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O，故答案为：4Mg+10HNO₃=4Mg（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O；
（4）该晶胞中Cu原子个数为4，O原子个数=1+8×

1

8

=2，则Cu、O原子个数之比=4：2=2：1，化学式为Cu₂O，
故答案为：2；
（5）⑩元素单质晶体是面心立方体，立方体的每个面5个⑩原子紧密堆砌，⑩原子半径为d cm，则每个面上对角线长度为4dcm，其边长为2

2

dcm，体积为16

2

d³cm³，该晶胞中Cu原子个数=8×

1

8

+6×

1

2

=4，其密度ρ=

m

V

=

a NA ×4

16 2 d3

g?cm^-3=

2 a

8d3

g?cm^-3，
故答案为：

2 a

8d3

．

点评：本题涉及晶胞计算、原子杂化、微粒空间构型判断、络合物等知识点，这些知识点都是高考高频点，会利用均摊法、价层电子对互斥理论分析解答，难点是晶胞计算，题目难度中等．