Question

7．已知A、B、C、D、E五種元素是周期表中前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大，其中A、B、C為同周期的非金屬元素，且B、C原子中均有兩個未成對電子，D、E為同周期元素且分別位于s區(qū)和d區(qū)，五種元素所有的s能級電子均為全充滿，E的d能級電子數(shù)等于A、B、C最高能層的p能級電子數(shù)之和．

回答稀硫問題：
（1）五種元素中，電負性最大的是O（填元素符號）
（2）E常有+2，+3兩種價態(tài)，畫出E²⁺的電子排布圖
（3）自然界中，含A的鈉鹽是一種天然礦藏，其化學式寫作Na₂A₄O₇•10H₂O，實際上它的結構單元是由兩個H₃AO₃和兩個[A（OH）₄]縮合而成的雙六元環(huán)，應該寫成Na₂[A₄O₅（OH）₄]•8H₂O，其結構如圖1，它的陰離子可形成鏈狀結構
①A原子的雜化軌道方式sp²、sp³
②該陰離子由極性鍵和配位鍵構成，請在圖 1中用“→”標出其中的配位鍵，該陰離子通過氫鍵相互結合形成鏈狀結構
③已知H₃AO₃為一元弱酸，根據(jù)上述信息，用離子方程式解釋分析H₃AO₃為一元酸的原因H₃BO₃+H₂O?[B（OH）₄]^-+H⁺
（4）E²⁺在水溶液中以[E（H₂O）₆]²⁺形式存在，向含E²⁺的溶液中加入氨水，可生成更穩(wěn)定的[E（NH₃）₆]²⁺，其原因是N元素電負性更小，更易給出孤對電子形成配位鍵，[E（NH₃）₆]²⁺的立體構型為正八面體
（5）由元素B，D組成的某離子化合物的晶體結構如圖2所示，寫出該物質(zhì)的電子式，若晶胞的長、寬、高分別為520pm、520pm和690pm，則該晶體的密度為2.28g/cm³（精確至0.01）

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五種元素是周期表中前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大．其中A、B、C為同周期的非金屬元素，三元素處于短周期，且B、C原子中均有兩個未成對電子，二者外圍電子數(shù)排布分別為ns²2p²、ns²2p⁴，結合A為非金屬元素，可知A為硼元素、B為碳元素、C為O元素；D、E為同周期元素且分別位于s區(qū)和d區(qū)，則二者處于第四周期，五種元素所有的s能級電子均為全充滿，則D為Ca；E的d能級電子數(shù)等于A、B、C最高能層的p能級電子數(shù)之和，則E的d能級電子數(shù)為1+2+4=7，即E的外圍電子排布為3d⁷4s²，故E為Co，
（1）非金屬性越強電負性越大，同周期自左而右電負性增大；
（2）E為Fe，F(xiàn)e²⁺離子的價電子排布式為3d⁶，根據(jù)泡利原理、洪特規(guī)則畫出價電子排布圖；，
（3）①A為B原子，結構中B原子形成3個單鍵、4個單鍵（含有1個配位鍵），B原子核外最外層的3個電子全部參與成鍵；
②形成4個鍵的B原子中含有1個配位鍵，氫氧根離子中氧原子與B原子之間形成配位鍵；該陰離子通過氫鍵相互結合形成鏈狀結構；
③H₃AO₃為一元弱酸，與水形成配位鍵，電離出[A（OH）₄]^-與氫離子；
（4）N元素電負性更小，更易給出孤對電子形成配位鍵，[Fe（NH₃）₆]²⁺的立體構型為正八面體，
（5）由元素C、Ca組成的某離子化合物為CaC₂，屬于離子化合物，C₂^2-離子中碳原子之間形成3對共用電子對；
晶胞中鈣離子、C₂^2-數(shù)目相等，根據(jù)均攤法計算晶胞中鈣離子、C₂^2-數(shù)目數(shù)目，再計算晶胞質(zhì)量，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算晶胞密度．

解答 解：A、B、C、D、E五種元素是周期表中前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大．其中A、B、C為同周期的非金屬元素，三元素處于短周期，且B、C原子中均有兩個未成對電子，二者外圍電子數(shù)排布分別為ns²2p²、ns²2p⁴，結合A為非金屬元素，可知A為硼元素、B為碳元素、C為O元素；D、E為同周期元素且分別位于s區(qū)和d區(qū)，則二者處于第四周期，五種元素所有的s能級電子均為全充滿，則D為Ca；E的d能級電子數(shù)等于A、B、C最高能層的p能級電子數(shù)之和，則E的d能級電子數(shù)為1+2+4=7，即E的外圍電子排布為3d⁷4s²，故E為Co，
（1）非金屬性越強電負性越大，同周期自左而右電負性增大，五種元素中，O元素電負性最大，
故答案為：O；
（2）E為Co，Co²⁺離子的價電子排布圖，
故答案為：；
（3）①A為B原子，結構中B原子形成3個單鍵、4個單鍵（含有1個配位鍵），B原子核外最外層的3個電子全部參與成鍵，雜化雜化軌道類型為sp²、sp³，
故答案為：sp²、sp³；
 ②形成4個鍵的B原子中含有1個配位鍵，氫氧根離子中氧原子與B原子之間形成配位鍵，圖1中用“→”標出其中的配位鍵為：，該陰離子通過氫鍵相互結合形成鏈狀結構，
故答案為：；氫鍵；
③H₃AO₃為一元弱酸，與水形成配位鍵，電離出[A（OH）₄]^-與氫離子，H₃BO₃為一元酸的原因為：H₃BO₃+H₂O?[B（OH）₄]^-+H⁺，
故答案為：H₃BO₃+H₂O?[B（OH）₄]^-+H⁺；
（4）Fe²⁺離子在水溶液中以[Fe（H₂O）₆]²⁺形式存在，向含F(xiàn)e²⁺離子的溶液中加入氨水，可生成更穩(wěn)定的[Fe（NH₃）₆]²⁺離子，其原因是：N元素電負性更小，更易給出孤對電子形成配位鍵，[Fe（NH₃）₆]²⁺的立體構型為正八面體，
故答案為：N元素電負性更小，更易給出孤對電子形成配位鍵；正八面體；
（5）由元素C、Ca組成的某離子化合物為CaC₂，該物質(zhì)的電子式為；晶胞中鈣離子、C₂^2-數(shù)目相等，C₂^2-數(shù)目數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，則晶胞質(zhì)量為4×$\frac{64}{6.02×1{0}^{23}}$g，若晶胞的長寬高分別為520pm、520pm和690pm，該晶體密度為4×$\frac{64}{6.02×1{0}^{23}}$g÷（520×10^-10cm×520×10^-10cm×690×10^-10cm）=2.28g/cm³，故答案為：；2.28．

點評 本題是對物質(zhì)結構與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、電負性、雜化方式、微粒結構、配位鍵、晶胞計算等，推斷元素是解題關鍵，側重考查學生分析推理能力、知識遷移運用能力，需要學生具備扎實的基礎．