Question

14．X、Y、Z、W、R是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素．X的單質(zhì)在Y₂中燃燒可生成XY和XY₂兩種氣體；Z的單質(zhì)在Y₂中燃燒的產(chǎn)物ZY₂可使品紅溶液褪色；W的單質(zhì)是黃綠色的有毒氣體；R³⁺離子的3d軌道半充滿．請回答下列問題：
（1）X元素在元素周期表中的位置第二周期ⅣA族，R基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；Y、Z、R三種元素中，電負(fù)性最大的是O．（用元素符號表示）
（2）XY₂的中心原子雜化方式為sp，其分子的空間構(gòu)型直線型．
（3）金屬R單質(zhì)的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如圖所示．體心立方晶胞和面心立方晶胞中實際占有的R原子的個數(shù)之比為1：2．
（4）ZY₂氣體通入足量的含R³⁺和Ba²⁺的混合溶液中，生成白色沉淀，該反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+SO₂+Ba²⁺+2H₂O=BaSO₄↓+2Fe²⁺+4H⁺．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、R是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，Z的單質(zhì)在Y₂中燃燒的產(chǎn)物ZY₂可使品紅溶液褪色，則Y是O元素、Z是S元素、ZY₂為SO₂；X的單質(zhì)在Y₂中燃燒可生成XY和XY₂兩種氣體，且X原子序數(shù)小于Y，則X是C元素，生成的兩種氣體為CO、CO₂；W的單質(zhì)是黃綠色的有毒氣體，則W是Cl元素；R³⁺離子的3d軌道半充滿，R原子外圍電子排布為3d⁶4s²，核外有26個電子，故R為Fe元素．
（1）X為C元素，主族元素周期數(shù)=電子層數(shù)、主族族序數(shù)=最外層電子數(shù)；R為26號元素Fe，原子核外電子數(shù)為26，根據(jù)構(gòu)造原理書寫R基態(tài)原子核外電子排布式；元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大；
（2）計算CO₂分子中C原子價層電子對數(shù)確定C原子雜化方式，結(jié)合價層電子對數(shù)、孤電子對數(shù)確定空間構(gòu)型；
（3）利用均攤法計算晶胞中Fe原子個數(shù)之比；
（4）SO₂氣體通入足量的含F(xiàn)e³⁺和Ba²⁺的混合溶液中，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸根離子、亞鐵離子，硫酸根離子和鋇離子反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀．

解答 解：X、Y、Z、W、R是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，Z的單質(zhì)在Y₂中燃燒的產(chǎn)物ZY₂可使品紅溶液褪色，則Y是O元素、Z是S元素、ZY₂為SO₂；X的單質(zhì)在Y₂中燃燒可生成XY和XY₂兩種氣體，且X原子序數(shù)小于Y，則X是C元素，生成的兩種氣體為CO、CO₂；W的單質(zhì)是黃綠色的有毒氣體，則W是Cl元素；R³⁺離子的3d軌道半充滿，R原子外圍電子排布為3d⁶4s²，核外有26個電子，故R為Fe元素．
（1）X為C元素，處于周期表中第二周期ⅣA族，R為26號元素Fe，原子核外電子數(shù)為26，基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，O、S、Fe三種元素中，元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大，所以這三種元素電負(fù)性大小順序是O＞S＞Fe，則電負(fù)性最大的是O元素，
故答案為：第二周期ⅣA族；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；O；
（2）CO₂分子中中心原子價層電子對個數(shù)是2+$\frac{4-2×2}{2}$=2，不含孤電子對，所以C原子雜化方式為sp，分子空間結(jié)構(gòu)為直線型，答案為：sp；直線形；
（3）體心立方晶胞中Fe原子個數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2，面心立方中Fe原子個數(shù)=6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，體心立方晶胞和面心立方晶胞中實際占有的R原子的個數(shù)之比=2：4=1：2，故答案為：1：2；
（4）SO₂氣體通入足量的含F(xiàn)e³⁺和Ba²⁺的混合溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸根離子、亞鐵離子，硫酸根離子和鋇離子反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀，離子方程式為：2Fe³⁺+SO₂+Ba²⁺+2H₂O=BaSO₄↓+2Fe²⁺+4H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+Ba²⁺+2H₂O=BaSO₄↓+2Fe²⁺+4H⁺．

點評 本題考查位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)相互關(guān)系及應(yīng)用，推斷元素是解題關(guān)鍵，涉及核外電子排布、雜化方式與空間構(gòu)型判斷、晶胞計算、氧化還原反應(yīng)等知識點，題目難度中等．