Question

6．某配位化合物為深藍色晶體，由原子序數(shù)依次增大的A、B、C、D、E五種元素組成，其原子個數(shù)比為l4：4：5：1：1． 其中C、D元素同主族且原子序數(shù)D為C的二倍，E元素的外圍電子排布為（n-l）dⁿ⁺⁶ns¹，回答下列問題．
（1）寫出元素D在周期表中的位置是第三周期ⅥA族，B原子的外圍電子排布圖．填出：E原子的核外有29   種不同運動狀態(tài)的電子，B和C的第一電離能大小關(guān)系N＞O   （用元素符號表示）．
（2）C元素可與A元素形成兩種常見的化合物，其原子個數(shù)比分別為1：1和l：2，畫出原子個數(shù)比為1：1的化合物的電子式，兩種化合物可任意比互溶，解釋其主要原因為H₂O與H₂O₂之間形成氫鍵．
（3）該配位化合物的化學式為[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O．
（4）A元素與B元素可形成分子式為A₂B₂的某化合物，該化合物的分子具有平面結(jié)構(gòu)，則其結(jié)構(gòu)式為H-N=N-H．用電子式表示化合物Na₂D₂的形成過程．
（5）已知E的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，此晶胞立方體的邊長為a cm，E單質(zhì)的密度為ρg•cm^-3，則阿伏加德羅常數(shù)為$\frac{256}{ρ{a}^{3}}$（用a、ρ表示）．該晶胞配位數(shù)為12，EDC4常作電鍍液，其中DC₄^2-的空間構(gòu)型是正四面體，其中D原子的雜化軌道類型是sp³雜化，若電解EDC₄的水溶液，則電解總反應(yīng)的化學方程式為2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄．

Answer 1

分析 某配位化合物為深藍色晶體，由原子序數(shù)依次增大的A、B、C、D、E五種元素構(gòu)成，其原子個數(shù)比為14：4：5：1：1．其中C、D元素同主族且原子序數(shù)D為C的二倍，則C為O元素、D為S元素；E元素的外圍電子排布為（n-l）dⁿ⁺⁶ns¹，則n+6=10，故n=4，故其外圍電子排布為3d¹⁰4s¹，則E為Cu；故該深藍色晶體應(yīng)含有[Cu（NH₃）₄]²⁺、SO₄^2-，結(jié)合原子序數(shù)可知A為H、B為N，由原子數(shù)目之比，可知該配合物含有1個結(jié)晶水，故其化學式為：[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O，據(jù)此解答．

解答 解：某配位化合物為深藍色晶體，由原子序數(shù)依次增大的A、B、C、D、E五種元素構(gòu)成，其原子個數(shù)比為14：4：5：1：1．其中C、D元素同主族且原子序數(shù)D為C的二倍，則C為O元素、D為S元素；E元素的外圍電子排布為（n-l）dⁿ⁺⁶ns¹，則n+6=10，故n=4，故其外圍電子排布為3d¹⁰4s¹，則E為Cu；故該深藍色晶體應(yīng)含有[Cu（NH₃）₄]²⁺、SO₄^2-，結(jié)合原子序數(shù)可知A為H、B為N，由原子數(shù)目之比，可知該配合物含有1個結(jié)晶水，故其化學式為：[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O．
（1）D為S元素，處于周期表中第三周期ⅥA族，B為N元素，原子的外圍電子排布圖為，E為Cu，原子核外有29個電子，則原子的核外有29種不同運動狀態(tài)的電子，N元素原子2p軌道為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能N＞O，
故答案為：第三周期ⅥA族；；N＞O；
（2）C元素可與A元素形成兩種常見的化合物，其原子個數(shù)比分別為1：1和l：2，分別為H₂O與H₂O₂，H₂O₂的電子式為，由于H₂O與H₂O₂之間形成氫鍵，兩種化合物可任意比互溶，
故答案為：；H₂O與H₂O₂之間形成氫鍵；
（3）由上述分析可知，該配位化合物的化學式為：[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O，
故答案為：[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O；
（4）A元素與B元素可形成分子式為H₂N₂的化合物，該化合物的分子具有平面結(jié)構(gòu)，應(yīng)存在N=N雙鍵，則其結(jié)構(gòu)式為：H-N=N-H，Na₂S₂與Na₂O₂的結(jié)構(gòu)相似，用電子式表示化合物Na₂S₂的形成過程為：，
 故答案為：H-N=N-H；；
（5）晶胞中Cu原子數(shù)目=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故晶胞質(zhì)量=$\frac{4×64}{{N}_{A}}$g，又知晶胞邊長為a cm，則Cu的密度=$\frac{4×64}{{N}_{A}}$g÷（a cm）³=ρg/cm³，故N_A=$\frac{256}{ρ{a}^{3}}$，
以頂點原子研究，與之相鄰的原子處于面心，每個頂點為8個晶胞共有，每個面心為2個晶胞共用，故Cu原子配位數(shù)為$\frac{8×3}{2}$=12，
CuSO₄常作電鍍液，其中SO₄^2-中S原子價層電子對數(shù)=4+$\frac{6+2-2×4}{2}$=4，S原子不含孤對電子，故其為正四面體構(gòu)型，S原子采取sp³雜化，
電解CuSO₄溶液總反應(yīng)方程式為：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
故答案為：$\frac{256}{ρ{a}^{3}}$；12；正四面體；sp³雜化；2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及元素化合物推斷、核外電子排布、電子式、氫鍵、微粒構(gòu)型判斷、雜化軌道、晶胞計算、電解等知識點，關(guān)鍵是根據(jù)配位化合物為深藍色晶體進行推斷，掌握用電子式表示物質(zhì)或化學鍵的形成，掌握均攤法進行晶胞有關(guān)計算，難度中等．