Question

【题目】

钒及其化合物在科学研究中和工业生产中具有许多用途。

（1）基态钒原子的核外价电子排布式为________。

（2）钒有+2、+3、+4、+5等几种化合价。这几种价态中，最稳定的是______。

（3）V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na3VO4）。例举与VO43-空间构型相同的一种阳离子__________（填化学式）。

（4）钒（Ⅱ）的配离子有[V（CN）6]4-、[V（H2O）6]2+等。

①CN-与N2互为等电子体，CN-中σ键和Π键数目比为________。

②对H2O与V2+形成[V（H2O）6]2+过程的描述不合理的是______________。

a.氧原子的杂化类型发生了变化

b.微粒的化学性质发生了改变

c.微粒中氢氧键（H－O）的夹角发生了改变。

d.H2O与V2+之间通过范德华力相结合。

③在[V（H2O）6]2+中存在的化学键有___________。

a.金属键 b.配位键 c. σ键 d.Π键 f. 氢键

（5）已知单质钒的晶胞如图，则V原子的配位数是_______，假设晶胞的边长为d nm，密度ρ g·cm-3，则钒的相对原子质量为_______________。（设阿伏伽德罗常数为NA）

Answer 1

【答案】 3d34s2 +5 NH4+ 1:2 a d bc 8 5NAρd3×10-22

【解析】(1)钒是23号元素，基态钒原子的核外价电子排布式为3d34s2，故答案为：3d34s2；

(2)根据钒原子的核外价电子排布式为3d34s2可知，+5的钒最外层为8电子稳定结构，最稳定，故答案为：+5；

(3)VO43-空间构型为正四面体，与之具有相同结构的一种阳离子是NH4+，故答案为：NH4+；

(4)①CN-中含有C≡N三键，σ键和Π键数目比为1:2，故答案为：1:2；

②a．水中氧的杂化为sp3，[V(H2O)6]2+中氧的杂化为sp3，则氧原子的杂化类型没有改变，故a错误；b. H2O与V2+形成[V(H2O)6]2+微粒的结构发生了变化，则化学性质发生改变，故b正确；c.水分子中的孤对电子与V2+形成了配位键，使得水分子中氢氧键(H－O)的夹角发生了改变，故c正确；d.H2O与V2+之间通过配位键相结合，配位键属于化学键，不属于分子间作用力，故d错误；故选ad；

③在[V(H2O)6]2+中存在的化学键有H2O与V2+间的配位键、水分子中的H-Oσ键，故选bc；

(5)单质钒的晶胞为体心立方，V原子的配位数为8；1个晶胞中含有2个V原子，1mol晶胞的质量为2Mg，1mol晶胞的体积为(d×10-7cm)3NA，则ρ= g·cm-3，解得M=5NAρd3×10-22，故答案为：8；5NAρd3×10-22。