Question

19．已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前 四周期的元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，其中A、B、C、D、E為不同主族的元素．A、C的最外層電子數(shù)都是其電子層數(shù)的2倍，B的電負(fù)性大于C，透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察E的焰色反應(yīng)為紫色，F(xiàn)的基態(tài)原子中有4個(gè)未成對(duì)電子．
（1）基態(tài)的F³⁺外圍電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵．
（2）B的氣態(tài)氫化物在水中的溶解度遠(yuǎn)大于A、C的氣態(tài)氫化物，原因是NH₃與H₂O分子間存在氫鍵，其他分子與H₂O分子間不存在氫鍵．
（3）化合物FD₃是棕色固體、易潮解、100℃左右時(shí)升華，它的晶體類型是分子晶體；  化合物ECAB中的中的陰離子與AC₂互為等電子體，該陰離子的電子式是[]^-，其中心原子采用sp雜化．
（4）黃血鹽是由A、B、元素形成的配位化合物E₄[F（AB）₆]，易溶于水，廣泛用作食鹽添加劑（抗結(jié)劑）．請(qǐng)寫出黃血鹽的化學(xué)式K₄[Fe（CN）₆]，1mol AB^-中含有π鍵的數(shù)目為2N_A，黃血鹽晶體中各種微粒間的作用力不涉及def（填序號(hào)）．
a．離子鍵    b．共價(jià)鍵      c．配位鍵     d．金屬鍵    e．氫鍵      f．分子間的作用力
（5）FD₃與ECAB溶液按不同比例混合，可得到多種配位數(shù)均為6（水分子可作配體）的配合物的溶液，其中兩者按物質(zhì)的量1：5混合形成的配合物的化學(xué)式是K₂[Fe（SCN）₅H₂O]．
（6）化合物EF[F（AB）₆]是一種藍(lán)色晶體，如圖表示其晶胞的$\frac{1}{8}$（E⁺未畫出）．該藍(lán)色晶體的一個(gè)晶胞中E⁺的個(gè)數(shù)為4．
（7）E單質(zhì)的晶胞中，若設(shè)該晶胞的密度為a g/cm³，阿伏加得羅常數(shù)為N_A，E原子的摩爾質(zhì)量為M，則表示E原子半徑為$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，其中A、B、C、D、E為不同主族的元素；A、C的最外層電子數(shù)都是其電子層數(shù)的2倍，則A是C元素，C是S元素，透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察E的焰色反應(yīng)為紫色，E是K元素，D的原子序數(shù)介于S與K元素之間，故D為Cl元素，B的電負(fù)性大于C，且B的原子序數(shù)小于C，屬于不同主族，所以B是N元素；F位于第四周期，基態(tài)原子中有4個(gè)未成對(duì)電子，外圍電子排布為3d⁶4s²，則F是Fe元素，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，其中A、B、C、D、E為不同主族的元素；A、C的最外層電子數(shù)都是其電子層數(shù)的2倍，則A是C元素，C是S元素，透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察E的焰色反應(yīng)為紫色，E是K元素，D的原子序數(shù)介于S與K元素之間，故D為Cl元素，B的電負(fù)性大于C，且B的原子序數(shù)小于C，屬于不同主族，所以B是N元素，F(xiàn)位于第四周期，基態(tài)原子中有4個(gè)未成對(duì)電子，外圍電子排布為3d⁶4s²，則F是Fe元素．
（1）鐵離子的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；
（2）N、O、F原子易形成氫鍵，氫鍵的存在影響物質(zhì)的熔沸點(diǎn)和溶解性，所以NH₃與H₂O分子間存在氫鍵，其它分子與H₂O分子間不存在氫鍵，所以氨氣的溶解性大；
故答案為：NH₃與H₂O分子間存在氫鍵，其他分子與H₂O分子間不存在氫鍵；
（3）氯化鐵的熔點(diǎn)較低，為分子晶體，把二硫化碳分子中的一個(gè)硫原子換成N原子，則硫氰根離子的電子式為：[]^-，其中心原子碳原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+$\frac{1}{2}$（4-2×2）=2，采取sp雜化，
故答案為：分子晶體，[]^-；sp；
（4）黃血鹽的化學(xué)式K₄[Fe（CN）₆]，CN^-與氮?dú)饣�為等電子體，CN^-中存在C≡N三鍵，故1molCN^-中含有π鍵的數(shù)目為2N_A，黃血鹽晶體中含有離子鍵、配位鍵、共價(jià)鍵，沒(méi)有金屬鍵、氫鍵和分子間的作用力，所以def正確，
故答案為：K₄[Fe（CN）₆]；2N_A；def；
（5）FD₃為FeCl₃，ECAB為KSCN，二者可得到多種配位數(shù)均為6（水分子可作配體）的配合物的溶液，其中兩者按物質(zhì)的量1：5混合形成的配合物的化學(xué)式為：K₂[Fe（SCN）₅H₂O]，
故答案為：K₂[Fe（SCN）₅H₂O]；
（6）晶胞的$\frac{1}{8}$（E⁺未畫出）中，亞鐵離子個(gè)數(shù)=4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$，鐵離子個(gè)數(shù)=4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$，CN^-離子個(gè)數(shù)=12×$\frac{1}{4}$，所以晶胞中亞鐵離子個(gè)數(shù)是$\frac{1}{2}$×8=4，鐵離子個(gè)數(shù)是$\frac{1}{2}$×4=4，CN^-離子個(gè)數(shù)=3×8=24，化合物EF[F（AB）₆]是KFe[Fe（CN）₆]，根據(jù)各離子的個(gè)數(shù)比知，晶胞中鉀離子個(gè)數(shù)是4，
故答案為：4；
（7）E為K元素，金屬鉀的晶胞結(jié)構(gòu)為體心立方，晶胞中K原子數(shù)目為：1+8×$\frac{1}{8}$=2，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，K原子的摩爾質(zhì)量為M，故晶胞質(zhì)量為：$\frac{2M}{{N}_{A}}$，
設(shè)K原子半徑為r，設(shè)晶胞棱長(zhǎng)為l，晶胞中體對(duì)角線為4r，則（4r）²=l²+l²+l²，則l=$\frac{4}{3}\sqrt{3}$r，晶胞體積V=l³=（$\frac{4}{3}\sqrt{3}$r）³，若設(shè)該晶胞的密度為ag/cm³，則（$\frac{4}{3}\sqrt{3}$r）³×a=$\frac{2M}{{N}_{A}}$，整理得：r=$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$，
故答案為：$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，題目解答較大，涉及元素推斷、核外電子排布規(guī)律、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、雜化理論、晶胞計(jì)算，（7）中計(jì)算為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)確定原子半徑與晶胞棱長(zhǎng)關(guān)系是關(guān)鍵，注意利用均攤法進(jìn)行晶胞中原子數(shù)目計(jì)算．