Question

3．X、Y、Z、W為短周期元素且原子序數(shù)依次增大．X的一種氣態(tài)氫化物m可用來(lái)焊接或切割金屬，且該分子所有原子在一條直線上．Y^2-的M能層的原子軌道為全空狀態(tài)．Z的單質(zhì)用作鋁熱反應(yīng)的引燃劑． W與X形成的化合物是一種常見(jiàn)的有機(jī)溶劑n．A為第四周期元素，其基態(tài)原子含有6個(gè)未成對(duì)電子．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）X在元素周期表中的位置是第二周期ⅣA族．
（2）A³⁺的外圍電子排布式是3d³．
（3）X、Y、Z形成的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如右，則它的化學(xué)式是MgCO₃．
（4）m分子中，X的原子軌道雜化類(lèi)型是sp，n的分子構(gòu)型是正四面體．
（5）氣體m和含A₂Y${\;}_{7}^{2-}$的酸性溶液，可通過(guò)惰性電極連接構(gòu)成高能原電池，該電池的正極反應(yīng)式是Cr₂O₇^2-+14H⁺+6e^-=2Cr³⁺+7H₂O．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W為短周期元素且原子序數(shù)依次增大．X的一種氣態(tài)氫化物m可用來(lái)焊接或切割金屬，且該分子所有原子在一條直線上，則X為C元素，m為C₂H₂；Y^2-的M能層的原子軌道為全空狀態(tài)，Y原子核外電子數(shù)為2+8-2=6，故Y為O元素；Z的單質(zhì)用作鋁熱反應(yīng)的引燃劑，則Z為Mg． W與X形成的化合物是一種常見(jiàn)的有機(jī)溶劑n，則W為Cl，n為CCl₄；A為第四周期元素，其基態(tài)原子含有6個(gè)未成對(duì)電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，故A為Cr，據(jù)此解答．

解答 解：X、Y、Z、W為短周期元素且原子序數(shù)依次增大．X的一種氣態(tài)氫化物m可用來(lái)焊接或切割金屬，且該分子所有原子在一條直線上，則X為C元素，m為C₂H₂；Y^2-的M能層的原子軌道為全空狀態(tài)，Y原子核外電子數(shù)為2+8-2=6，故Y為O元素；Z的單質(zhì)用作鋁熱反應(yīng)的引燃劑，則Z為Mg． W與X形成的化合物是一種常見(jiàn)的有機(jī)溶劑n，則W為Cl，n為CCl₄；A為第四周期元素，其基態(tài)原子含有6個(gè)未成對(duì)電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，故A為Cr．
（1）X為C元素，在元素周期表中的位置是：第二周期ⅣA族，故答案為：第二周期ⅣA族；
（2）Cr原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，Cr³⁺的外圍電子排布式是3d³，故答案為：3d³；
（3）晶胞中碳原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1，氧原子數(shù)目為12×$\frac{1}{4}$=3，Mg原子數(shù)目為1，故該化合物化學(xué)式為MgCO₃，故答案為：MgCO₃；
（4）m為C₂H₂，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H-C≡C-H，分子中C的原子呈2個(gè)σ鍵，沒(méi)有孤對(duì)電子，C原子采取sp雜化，n為CCl₄，為正四面體結(jié)構(gòu)，故答案為：sp；正四面體；
（5）氣體C₂H₂和含Cr₂O₇^2-的酸性溶液，可通過(guò)惰性電極連接構(gòu)成高能原電池，正極發(fā)生還原反應(yīng)，Cr₂O₇^2-在正極獲得電子，酸性條件下生成Cr³⁺與水，該電池的正極反應(yīng)式是：Cr₂O₇^2-+14H⁺+6e^-=2Cr³⁺+7H₂O，故答案為：Cr₂O₇^2-+14H⁺+6e^-=2Cr³⁺+7H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及元素化合物推斷、核外電子排布、晶胞計(jì)算、雜化軌道、分析結(jié)構(gòu)、電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．