Question

15．T、W、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常見元素，原子序數(shù)依次增大，相關(guān)信息如表：

元素	相關(guān)信息
T	T元素可形成自然界硬度最大的單質(zhì)
W	W與T同周期，核外有三個(gè)未成對(duì)電子
X	X原子的第一電離能至第四電離能分別是：I1=578kJ/mol，I2=1817kJ/mol，I3=2745kJ/mol，I4=11575kJ/mol
Y	常溫常壓下，Y單質(zhì)是固體，其氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)
Z	Z的一種同位素的質(zhì)量數(shù)為63，中子數(shù)為34

（1）TY₂是一種常用的溶劑，是非極性分子（填極性分子或非極性分子），1mol TY₂中存在2N_A個(gè)σ鍵．
（2）寫出X與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑．
（3）Z的基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，ZYO₄溶液常作電鍍液，其中YO₄^2-的空間構(gòu)型是正四面體．
（4）將WH₃的水溶液逐滴滴加到ZYO₄溶液中，現(xiàn)象為首先形成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)加氨水，沉淀溶解，得到深藍(lán)色的透明溶液，相應(yīng)的離子方程式為Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺，Cu（OH）₂+4NH₃=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-；．
（5）已知Z的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該晶體的原子堆積模型為面心立方最密堆積，又知Z的密度為ρg/cm³，則晶胞邊長為$\root{3}{\frac{256}{ρ{N}_{A}}}$ cm（用含p代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 T、W、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常見元素，原子序數(shù)依次增大，T元素可形成自然界硬度最大的單質(zhì)，則T為碳元素；W與T同周期，核外有3個(gè)未成對(duì)電子，核外電子排布式為1s²2s²2p³，則W為N元素；X原子的第四電離能劇增，所以X原子最外層有三個(gè)電子，則X為鋁元素；常溫常壓下，Y單質(zhì)是固體，其氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)，所以Y為S元素；Z的一種同位素的質(zhì)量數(shù)為63，中子數(shù)為34，則Z的質(zhì)子數(shù)為63-34=29，所以Z為銅元素．
（1）CS₂與二氧化碳結(jié)構(gòu)類似，直線形對(duì)稱結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)式為S=C=S；
（2）Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣；
（3）Z為Cu元素，原子核外電子數(shù)為29，根據(jù)能量最低原理書寫核外電子排布式；
SO₄^2-離子的中心原子S的價(jià)層電子對(duì)為：4+$\frac{6+2-2×4}{2}$=4，孤電子對(duì)數(shù)為0；
（4）將NH₃的水溶液逐滴滴加到CuSO₄溶液中，先生成氫氧化銅沉淀，后溶解生成[Cu（NH₃）₄]²⁺；
（5）Cu原子處于頂點(diǎn)與面心位置，屬于面心立方密堆積，根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中Cu原子數(shù)目，表示出晶胞質(zhì)量，設(shè)該晶胞的邊長為xcm，則該晶胞體積為：x³cm³，再根據(jù)m=ρV計(jì)算．

解答 解：T、W、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常見元素，原子序數(shù)依次增大，T元素可形成自然界硬度最大的單質(zhì)，則T為碳元素；W與T同周期，核外有3個(gè)未成對(duì)電子，核外電子排布式為1s²2s²2p³，則W為N元素；X原子的第四電離能劇增，所以X原子最外層有三個(gè)電子，則X為鋁元素；常溫常壓下，Y單質(zhì)是固體，其氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)，所以Y為S元素；Z的一種同位素的質(zhì)量數(shù)為63，中子數(shù)為34，則Z的質(zhì)子數(shù)為63-34=29，所以Z為銅元素．
（1）AY₂化學(xué)式是CS₂，其結(jié)構(gòu)式為S=C=S，為直線型結(jié)構(gòu)，分子中正負(fù)電荷重心重合，屬于非極性分子，其分子中每個(gè)雙鍵中含有1個(gè)σ鍵，所以CS₂分子存在2個(gè)σ鍵，1mol CS₂中存在2N_A個(gè)σ鍵，
故答案為：非極性分子；2N_A；
（2）Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣，反應(yīng)離子方程式為：2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）Z為Cu元素，原子核外電子數(shù)為29，核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，SO₄^2-離子的中心原子S的價(jià)層電子對(duì)為：4+$\frac{6+2-2×4}{2}$=4，孤電子對(duì)數(shù)為0，為正四面體構(gòu)型，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；正四面體；
（4）將NH₃的水溶液逐滴滴加到CuSO₄溶液中，先生成氫氧化銅沉淀，后溶解生成[Cu（NH₃）₄]²⁺，反應(yīng)離子方程式：Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺，Cu（OH）₂+4NH₃=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-；，現(xiàn)象為：首先形成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)加氨水，沉淀溶解，得到深藍(lán)色的透明溶液，
故答案為：首先形成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)加氨水，沉淀溶解，得到深藍(lán)色的透明溶液；Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺，Cu（OH）₂+4NH₃=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-；
（5）Z為Cu元素，銅原子位于頂點(diǎn)和面心，屬于面心立方最密堆積，每個(gè)晶胞中含有銅原子的數(shù)目為：8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{4}$=4，晶胞中含有4個(gè)銅原子，則晶胞的質(zhì)量為：$\frac{64×4}{{N}_{A}}$g，設(shè)該晶胞的邊長為xcm，則該晶胞體積為：x³cm³，則：$\frac{64×4}{{N}_{A}}$g=x³cm³×ρg/cm³，整理可得x=$\root{3}{\frac{256}{ρ{N}_{A}}}$，
故答案為：面心立方最密堆積；$\root{3}{\frac{256}{ρ{N}_{A}}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學(xué)鍵、空間構(gòu)型、配合物、晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算等，是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)主干知識(shí)的考查，熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)并靈活運(yùn)用，難度中等．