Question

19．已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前 四周期的元素，它们的核电荷数依次增大，其中A、B、C、D、E为不同主族的元素．A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍，B的电负性大于C，透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色，F的基态原子中有4个未成对电子．
（1）基态的F³⁺外围电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵．
（2）B的气态氢化物在水中的溶解度远大于A、C的气态氢化物，原因是NH₃与H₂O分子间存在氢键，其他分子与H₂O分子间不存在氢键．
（3）化合物FD₃是棕色固体、易潮解、100℃左右时升华，它的晶体类型是分子晶体；  化合物ECAB中的中的阴离子与AC₂互为等电子体，该阴离子的电子式是[]^-，其中心原子采用sp杂化．
（4）黄血盐是由A、B、元素形成的配位化合物E₄[F（AB）₆]，易溶于水，广泛用作食盐添加剂（抗结剂）．请写出黄血盐的化学式K₄[Fe（CN）₆]，1mol AB^-中含有π键的数目为2N_A，黄血盐晶体中各种微粒间的作用力不涉及def（填序号）．
a．离子键    b．共价键      c．配位键     d．金属键    e．氢键      f．分子间的作用力
（5）FD₃与ECAB溶液按不同比例混合，可得到多种配位数均为6（水分子可作配体）的配合物的溶液，其中两者按物质的量1：5混合形成的配合物的化学式是K₂[Fe（SCN）₅H₂O]．
（6）化合物EF[F（AB）₆]是一种蓝色晶体，如图表示其晶胞的$\frac{1}{8}$（E⁺未画出）．该蓝色晶体的一个晶胞中E⁺的个数为4．
（7）E单质的晶胞中，若设该晶胞的密度为a g/cm³，阿伏加得罗常数为N_A，E原子的摩尔质量为M，则表示E原子半径为$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大，其中A、B、C、D、E为不同主族的元素；A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍，则A是C元素，C是S元素，透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色，E是K元素，D的原子序数介于S与K元素之间，故D为Cl元素，B的电负性大于C，且B的原子序数小于C，属于不同主族，所以B是N元素；F位于第四周期，基态原子中有4个未成对电子，外围电子排布为3d⁶4s²，则F是Fe元素，据此进行解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大，其中A、B、C、D、E为不同主族的元素；A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍，则A是C元素，C是S元素，透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色，E是K元素，D的原子序数介于S与K元素之间，故D为Cl元素，B的电负性大于C，且B的原子序数小于C，属于不同主族，所以B是N元素，F位于第四周期，基态原子中有4个未成对电子，外围电子排布为3d⁶4s²，则F是Fe元素．
（1）铁离子的核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；
（2）N、O、F原子易形成氢键，氢键的存在影响物质的熔沸点和溶解性，所以NH₃与H₂O分子间存在氢键，其它分子与H₂O分子间不存在氢键，所以氨气的溶解性大；
故答案为：NH₃与H₂O分子间存在氢键，其他分子与H₂O分子间不存在氢键；
（3）氯化铁的熔点较低，为分子晶体，把二硫化碳分子中的一个硫原子换成N原子，则硫氰根离子的电子式为：[]^-，其中心原子碳原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+$\frac{1}{2}$（4-2×2）=2，采取sp杂化，
故答案为：分子晶体，[]^-；sp；
（4）黄血盐的化学式K₄[Fe（CN）₆]，CN^-与氮气互为等电子体，CN^-中存在C≡N三键，故1molCN^-中含有π键的数目为2N_A，黄血盐晶体中含有离子键、配位键、共价键，没有金属键、氢键和分子间的作用力，所以def正确，
故答案为：K₄[Fe（CN）₆]；2N_A；def；
（5）FD₃为FeCl₃，ECAB为KSCN，二者可得到多种配位数均为6（水分子可作配体）的配合物的溶液，其中两者按物质的量1：5混合形成的配合物的化学式为：K₂[Fe（SCN）₅H₂O]，
故答案为：K₂[Fe（SCN）₅H₂O]；
（6）晶胞的$\frac{1}{8}$（E⁺未画出）中，亚铁离子个数=4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$，铁离子个数=4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$，CN^-离子个数=12×$\frac{1}{4}$，所以晶胞中亚铁离子个数是$\frac{1}{2}$×8=4，铁离子个数是$\frac{1}{2}$×4=4，CN^-离子个数=3×8=24，化合物EF[F（AB）₆]是KFe[Fe（CN）₆]，根据各离子的个数比知，晶胞中钾离子个数是4，
故答案为：4；
（7）E为K元素，金属钾的晶胞结构为体心立方，晶胞中K原子数目为：1+8×$\frac{1}{8}$=2，阿伏加德罗常数为N_A，K原子的摩尔质量为M，故晶胞质量为：$\frac{2M}{{N}_{A}}$，
设K原子半径为r，设晶胞棱长为l，晶胞中体对角线为4r，则（4r）²=l²+l²+l²，则l=$\frac{4}{3}\sqrt{3}$r，晶胞体积V=l³=（$\frac{4}{3}\sqrt{3}$r）³，若设该晶胞的密度为ag/cm³，则（$\frac{4}{3}\sqrt{3}$r）³×a=$\frac{2M}{{N}_{A}}$，整理得：r=$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$，
故答案为：$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$．

点评 本题考查物质结构与性质，题目解答较大，涉及元素推断、核外电子排布规律、分子结构与性质、杂化理论、晶胞计算，（7）中计算为易错点、难点，根据晶体结构确定原子半径与晶胞棱长关系是关键，注意利用均摊法进行晶胞中原子数目计算．