题目内容

9.翡翠的主要成分为NaAlSi2O6,还含有其他多种金属阳离子,其中Cr3+的含量决定其绿色的深浅.
(1)Na、Al、Si、O四种元素电负性由大到小的顺序为O>Si>Al>Na.
(2)Cr3+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3
(3)Cr可形成配合物K[Cr(C2O42(H2O)2],与H2O互为等电子体的一种分子是H2S(填化学式),草酸根离子(C2O42-)中碳原子的杂化方式为sp2,1mol H2C2O4分子中含有的σ键的数目为7NA
(4)Cr和Ca可以形成一种具有特殊导电性的复合氧化物,晶胞如图所示.当该晶体中部分Ca2+被相同数目的La3+替代时,部分铬由+4价转变为+3价.若化合物中La3+和Ca2+的物质的量之比为$\frac{x}{1-x}$(x<0.1),三价铬与四价铬的物质的量之比为$\frac{x}{1-x}$.

分析 (1)非金属性越强,电负性越强,金属性越弱,电负性越强;
(2)铬24号元素,铬元素失去3个电子变成Cr3+,所以Cr3+核外有21个电子,根据构造原理写出其核外电子排布式;
(3)原子数相同,价电子数相同的分子为等电子体;根据草酸根离子中C原子的价层电子对数判断;单键中含有1个σ键,双键中含有一个σ键和一个π键;
(4)利用均摊法计算该物质的化学式,根据化合价的代数和为零计算.

解答 解:(1)非金属性越强,电负性越强,金属性越弱,电负性越强,非金属性:O>Si>Al>Na,则电负性:O>Si>Al>Na;
故答案为:O>Si>Al>Na;
(2)铬24号元素,铬元素失去3个电子变成Cr3+,所以Cr3+核外有21个电子,根据构造原理知,该离子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d3
故答案为:1s22s22p63s23p63d3
(3)原子数相同,价电子数相同的分子为等电子体,则与H2O互为等电子体的一种分子是H2S;草酸根离子中每个C原子形成一个C=O、C-C、C-O,则C原子形成的σ键数目为3,即价层电子对数为3,所以为sp2杂化;H2C2O4分子含有2个O-H,2个C-O,2个C=O,1个C-C,则共含有7个σ键,所以1mol H2C2O4分子中含有的σ键的数目为 7NA
故答案为:H2S;sp2;7NA
(4)晶胞中O原子数为$\frac{1}{2}$×6=3,Ca原子数为$\frac{1}{8}$×8=1,Cr原子数为1,则化学式为CaCrO3,当该晶体中部分Ca2+被相同数目的La3+替代时,部分铬由+4价转变为+3价,
化合物中La3+和Ca2+的物质的量之比为$\frac{x}{1-x}$(x<0.1),则晶胞中含有x个La3+和(1-x)个Ca2+
设+3价Cr与+4价Cr的物质的量分别为m和n,
则m+n=1,
由化合价的代数和为零得:3x+2(1-x)+3m+4n=6,
解得:n=1-x,m=x,则三价铬与四价铬的物质的量之比为$\frac{x}{1-x}$,
故答案为:$\frac{x}{1-x}$.

点评 本题考查较为综合,题目难度较大,涉及电负性的判断、电子排布式、杂化类型的判断、σ键的数目的计算、晶胞的计算等,注意利用均摊法计算晶胞的构成,注意利用化合价代数和为零的原则计算.

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2.短周期主族元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大,X原子核最外层电子数是次外层的2倍,Y的氟化物YF3分子中各原子均达到8电子稳定结构,Z、Q、R的最高价氧化物的水化物两两混合均能反应生成盐和水.RO2是新一代饮用水的消毒剂,可用来代替R2进行自来水的消毒.
(1)Z、Q、R三种元素的离子半径由大到小的顺序是(写元素符号)Cl->Na+>Al3+
(2)X与氧按原子个数比为1:2组成化合物的电子式为,Z与氢元素形成的化合物溶于水后,溶液的pH>7(填“<”、“>”或“=”).
(3)R比同期相邻的主族元素非金属性强,写出能证明这一结论的一个实验事实H2S+Cl2=2HCl+S↓.制取RO2的反应过程示意图如图1.该反应的化学方程式为2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2
(4)反应3XO+2YO2=3XO2+Y2O的产物Y2O俗称“笑气”,医疗上曾用作可吸入性麻醉剂.下列有关说法一定正确的是CD.
A.上述反应中每消耗1molYO2,就会生成11.2L的Y2O
B.Y2O有氧化性且为HYO2的酸酐
C.等质量的Y2O和XO2含有相等的电子数
D.上述反应每生成1molY2O转移6mol电子
(5)已知A、B、C均为中学化学中的常见物质,它们均含有上述五种元素中的一种,在D作用下存在如图2的转化关系.
①若D为常见的金属单质,与氧可形成多种化合物,其中一种为具有磁性的黑色晶体.图2中反应均为氧化还原反应,检验B中阳离子所需要的试剂为硫氰化钾溶液.
②若D为Z的氧化物对应的水化物,A为仅由上述五种元素中的两种组成的正盐,图2中反应均为非氧化还原反应,写出A与C反应生成B的离子方程式Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓.浓度为0.1mol•L-1的A溶液中,离子浓度由大到小的顺序是c(Cl-)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-).

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