Question

14．A、B、C、D、E、F是元素周期表中前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大，其相關(guān)信息如下：
①A的周期序數(shù)等于其主族序數(shù)；
②B、D原子的L層中都有兩個(gè)未成對(duì)電子；
③E元素原子最外層電子排布式為（n+1）Sⁿ（n+1）P^n-1；
④F原子有四個(gè)能層，K、L、M全充滿，最外層只有一個(gè)電子．
試回答下列問題：
（1）基態(tài)E原子中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為M，F(xiàn)的價(jià)層電子排布式為3d¹⁰4s¹．
（2）B、C、D的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺＞N＞C（用元素符號(hào)填寫），C與A形成的分子CA₃的VSEPR模型為正四面體．
（3）B和D分別與A形成的化合物的穩(wěn)定性：BA₄小于A₂D，原因是H₂O中共價(jià)鍵的鍵能高于CH₄中共價(jià)鍵的鍵能或非金屬性O(shè)大于C，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性H₂O大于CH₄．
（4）以E、F的單質(zhì)為電極，組成如圖1所示的裝置，E極的電極反應(yīng)式為Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（5）向盛有F的硫酸鹽FSO₄的試管里逐滴加入氨水，首先出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，藍(lán)色沉淀溶解，得到深藍(lán)色溶液，再向深藍(lán)色透明溶液中加入乙醇，析出深藍(lán)色晶體．藍(lán)色沉淀溶解的離子方程式為Cu（OH）₂+4NH₃=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-或Cu（OH）₂+4NH₃?H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O．
（6）F的晶胞結(jié)構(gòu)（面心立方）如圖2所示：已知兩個(gè)最近的F的距離為acm，F(xiàn)的密度為$\frac{\sqrt{2}M}{2{N}_{A}{a}^{3}}$g/cm³（阿伏加德羅常數(shù)用N_A表示，F(xiàn)的相對(duì)原子質(zhì)量用M表示）

Answer 1

分析 ①A的周期序數(shù)等于其主族序數(shù)，則A為H元素；
②B、D原子的L層中都有兩個(gè)未成對(duì)電子，且B原子序數(shù)小于D，則B是C、D是O，則C是N元素；
③E元素原子最外層電子排布式為（n+1）Sⁿ（n+1）P^n-1，n=2，則E為Al元素；
④F原子有四個(gè)能層，K、L、M全充滿，最外層只有一個(gè)電子，則F為Cu元素；
（1）E是Al元素，最高的能層是第三電子層；F是Cu元素，其原子核外3d、4s電子為其價(jià)電子；
（2）B、C、D分別是C、N、O元素，同一周期元素，元素電負(fù)性隨著原子序數(shù)增大而增大；
N與H形成的分子NH₃，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷氨氣的VSEPR構(gòu)型；
（3）氫化物的穩(wěn)定性與化學(xué)鍵的鍵能及非金屬的非金屬性強(qiáng)弱有關(guān)，化學(xué)鍵的鍵能越大、非金屬的非金屬性越強(qiáng)，其氫化物越穩(wěn)定；
（4）Al、Cu和NaOH溶液構(gòu)成的原電池中，Al易失電子作負(fù)極、Cu作正極；
（5）一水合氨和硫酸銅反應(yīng)生成Cu（OH）₂沉淀，氫氧化銅能和氨氣反應(yīng)生成銅銨絡(luò)離子而使氫氧化銅溶解；
（6）該晶胞中Cu原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，每個(gè)面中心上的原子到頂點(diǎn)的原子距離最小，兩個(gè)最近的F的距離為acm，則晶胞的棱長(zhǎng)=$\sqrt{2}$acm，晶體密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$．

解答 解：①A的周期序數(shù)等于其主族序數(shù)，則A為H元素；
②B、D原子的L層中都有兩個(gè)未成對(duì)電子，且B原子序數(shù)小于D，則B是C、D是O，則C是N元素；
③E元素原子最外層電子排布式為（n+1）Sⁿ（n+1）P^n-1，n=2，則E為Al元素；
④F原子有四個(gè)能層，K、L、M全充滿，最外層只有一個(gè)電子，則F為Cu元素；
（1）E是Al元素，最高的能層是第三電子層，為M層；F是Cu元素，其原子核外3d、4s電子為其價(jià)電子，所以其價(jià)電子排布式為3d¹⁰4s¹，
故答案為：M；3d¹⁰4s¹；
（2）B、C、D分別是C、N、O元素，同一周期元素，元素電負(fù)性隨著原子序數(shù)增大而增大，所以這三種元素電負(fù)性大小順序是O＞N＞C；
N與H形成的分子NH₃，氨氣分子中N共用電子對(duì)個(gè)數(shù)是3、孤電子對(duì)數(shù)是1，所以N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4，其VSEPR模型是正四面體結(jié)構(gòu)，
故答案為：O＞N＞C；正四面體；
（3）氫化物的穩(wěn)定性與化學(xué)鍵的鍵能及非金屬的非金屬性強(qiáng)弱有關(guān)，化學(xué)鍵的鍵能越大、非金屬的非金屬性越強(qiáng)，其氫化物越穩(wěn)定，H₂O中共價(jià)鍵的鍵能高于CH₄中共價(jià)鍵的鍵能或非金屬性O(shè)大于C，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性H₂O大于CH₄，
故答案為：H₂O中共價(jià)鍵的鍵能高于CH₄中共價(jià)鍵的鍵能或非金屬性O(shè)大于C，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性H₂O大于CH₄；
（4）Al、Cu和NaOH溶液構(gòu)成的原電池中，Al易失電子作負(fù)極、Cu作正極，負(fù)極上Al失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成偏鋁酸根離子和水，電極反應(yīng)式為Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（5）一水合氨和硫酸銅反應(yīng)生成Cu（OH）₂沉淀，氫氧化銅能和氨氣反應(yīng)生成銅銨絡(luò)離子而使氫氧化銅溶解，則藍(lán)色沉淀溶解離子方程式為Cu（OH）₂+4NH₃=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-或Cu（OH）₂+4NH₃?H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，
故答案為：Cu（OH）₂+4NH₃=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-或Cu（OH）₂+4NH₃?H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O；
（6）該晶胞中Cu原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，每個(gè)面中心上的原子到頂點(diǎn)的原子距離最小，兩個(gè)最近的F的距離為acm，則晶胞的棱長(zhǎng)=$\sqrt{2}$acm，晶體密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{（\sqrt{2}a）^{3}}$g/cm³=$\frac{\sqrt{2}M}{2{N}_{A}{a}^{3}}$g/cm³，
故答案為：$\frac{\sqrt{2}M}{2{N}_{A}{a}^{3}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞計(jì)算、配合物、元素周期律、原電池原理等知識(shí)點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，明確物質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)原理、元素周期律等知識(shí)點(diǎn)是解本題關(guān)鍵，注意（6）中哪兩個(gè)原子距離最近是解答該小題的關(guān)鍵，題目難度中等．