题目内容
【题目】[化学一选修3: 物质结构与性质]
A、B、C、D为元素周期表中前四周期的四种元素，且原子序数依次增大，C、D同周期，且A、B、C均不在同一周期，其中A与D同主族，且该主族中有三种非金属元素，B为非金属元素且原子最外层有3对成对电子，C元素位于元素周期表第10列。请回答下列问题:
(1)C元素的原子序数为________，基态D原子的简化电子排布式为________。
(2)与A同一周期的所有主族元素中第一电离能小于A的元素共有_______种。
(3) D元素可形成DX3的卤化物，性质和结构与AX3类似(X表示卤素元素)，在水溶液中强烈水解，请写出DCl3与水反应的化学方程式:____________。
(4) 如图为D2B3的分子结构图，B杂化方式为____________。
(5) 试比较A、B形成的简单氢化物的熔沸点的高低并解释：________ (简单氢化物用分子式表示)。
(6) 研究晶体结构的最常用方法是________；如图为一种含C和D两种元索的品体的晶胞图，呈六方结构，晶胞参数为底面边长为anm、高为bmm。
①该晶胞组成物质的化学式为__________。
②已知D和C的相对原子质量分别为M1和M2,若晶体密度为ρg/cm3,NA表示阿伏加德罗常数，用合理表达式表示该晶体的密度为________g/cm3 (列出计算式即可，不必化简)。
【答案】 28 [Ar]3d104s24p3 5 AsCl3+3H2O=H3AsO3+3HCl sp3杂化 NH3＞HCl，NH3存在分子间氢键，HCl分子间只存在范德华力，氢键作用力比范德华力强，NH3的熔沸点高于HCl X-射线衍射 NiAs或AsNi 
【解析】试题分析：本题考查物质结构与性质，涉及元素的推断，简化电子排布式的书写，第一电离能的比较，杂化方式的判断，熔沸点高低的比较，晶胞的分析和计算。C是前四周期元素，C元素位于元素周期表第10列，C为Ni元素，Ni处于第四周期，C、D同周期，D也处于第四周期；A、B、C、D的原子序数依次增大，A、B、C均不在同一周期，A与D同主族且该主族中有三种非金属元素，A为N元素，D为As元素；B处于第三周期，B为非金属且原子最外层有3对成对电子，B为Cl元素。
（1）C为Ni元素，Ni的原子序数为28。D为As，As的原子序数为33，根据构造原理，基态As的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，简化电子排布式为[Ar] 3d104s24p3。
（2）A为N，N处于第二周期，第二周期中第一电离能小于N的元素有Li、Be、B、C、O，共5种。
（3）AsCl3在水溶液中强烈水解生成H3AsO3和HCl，反应的化学方程式为AsCl3+3H3O=H3AsO3+3HCl。
（4）由示意图可见B形成2个σ键，B上还有两对孤电子对，B的价层电子对数为4，B的杂化方式为sp3杂化。
（5）A的简单氢化物为NH3，B的简单氢化物为HCl。由于NH3存在分子间氢键，HCl分子间只存在范德华力，氢键作用力比范德华力强，NH3的熔沸点高于HCl。
（6）研究晶体结构最常用的方法是X-射线衍射。
（a）用“均摊法”，D为As：8
+4
=2，C为Ni，C全在晶胞内，Ni：2，Ni与As的个数比为2:2=1:1，该晶体的化学式为NiAs或AsNi。
（b）该晶胞呈六方结构，晶胞的底面积为a
10-7cm
a
10-7cm=
a2
10-14cm2，晶胞的体积为
a2
10-14cm2
b
10-7cm=
a2b
10-21cm3，1mol晶体的体积为
a2b
10-21cm3
2
NA；晶体的化学式为NiAs或AsNi，1mol晶体的质量为（M1+M2）g；晶体的密度=
=（M1+M2）g
（
a2b
10-21cm3
2
NA）=
g/cm3。
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【题目】纳米氧化钴在半导体和微电子行业应用广泛，某些金属废料中含有Co元素，从废料(含Co3O4、Al2O3、Li2O、Fe2O3等物质) 中制备高纯度的纳米级钴的氧化物，流程如下
已知:
①LiF 难溶于水，Li2CO3微溶于水；
②钴元素常见的化合价为+2 和+3；
③部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表。
Fe3+ | Co2+ | Co3+ | Al3+ | |
pH（开始沉淀） | 1.9 | 7.15 | -0.23 | 3.4 |
pH（完全沉淀） | 3.2 | 9.15 | 1.09 | 4.7 |
（1）步骤Ⅰ中发生的离子反应方程式_______________；
（2）步骤II加浓盐酸的作用是_______________；
（3）步骤III中Na2CO3溶液的作用是调节溶液的pH,应使溶液的pH的取值范围为_______________； 滤渣 B 的主要成分为_________________；
（4）简述如何检验滤液B中是否还有残留的Fe3+:_______________；
（5） 经过反复洗涤、干燥后称重，将质量为3.66gCoC2O4·2H2O进行灼烧，残留固体质量如图所示。
210℃~290℃时若生成两种气体，则发生反应的化学方程式为_______________，400℃~500℃所得固体的化学式为_______________；
