题目内容
X、Y、Z分别是Fe、Cu、Hg、Ag四种金属元素中的一种,X的单质能从Y的盐溶液中置换出Y,但不能从Z的盐溶液中置换出Z,也不和稀盐酸反应。Z的单质也能够从Y的盐溶液中置换出Y,但不能够置换出盐酸中的氢。
(1)三种金属的活动性由强到弱的顺序是________。
(2)若X是Hg,则Y是________,Z是________。
(3)写出Z和Y的硝酸盐溶液发生反应的化学方程式________(Y、Z用相应的元素符号表示)。
根据题意,X能与Y的盐溶液发生置换反应生成Y,则X>Y(表示活动性大小,下同),X一定不是Ag;X不能与Z的盐溶液反应,也不与盐酸反应,则Z>X,(H)>X,X也一定不是Fe。故Z>X>Y。而Z也不能与盐酸发生置换反应则(H)>Z,Z一定不是Fe。可得H>Z>X>Y。由此可知X、Y、Z应分别为Hg、Ag、Cu。
(11分)常用于除去高速公路冰雪的是“氯盐类”融雪剂,如NaCl、MgCl2等,请回答:
(1)“氯盐类”融雪剂主要成分的晶体类型为 ;
(2)冰比硫化氢熔点高的原因是 ,冰分子中氧原子的杂化轨道类型为 ;
(3)已知X、Y和Z为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
电离能/kJ·mol-1 | I1 | I2 | I3 | I4 |
X | 578 | 1817 | 2745 | 11578 |
Y | 738 | 1451 | 7733 | 10540 |
Z | 496 | 4562 | 6912 | 9543 |
元素Y第一电离能大于X的原因是 ;
(4)融雪剂对环境危害很大,如和路基上的铁等金属形成原电池,加快路面破损。铁元素应用广泛,Fe2+与KCN溶液反应得Fe(CN)2沉淀,KCN过量时沉淀溶解,生成黄血盐,结构如图。
①写出铁元素基态原子价电子的轨道表示式 ;
②已知CN- 与 N2 结构相似,1 mol CN-中键数目为 ;
【解析】(1)NaCl、MgCl2等均是由离子键形成的离子化合物,因此形成的晶体是离子晶体。
(2)水和硫化氢虽然都是分子晶体,但水分子中存在氢键,所以其熔点高于硫化氢的。水分子中的中心原子有4对电子对,其中2对是孤电子对,所以杂化轨道类型是sp3。
(3)气态电中性基态原子失去1个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫第一电离能。根据表中数据可判断X、Y、Z分别是Al、Mg、Na。由于Al是3p1,而Mg为3s2构型,此时3p0全空,特别稳定。
(4)①元素原子的最外层电子是价电子,对于副族和第Ⅷ元素其次外层或倒数第三层电子也可以成为价电子。铁属于第Ⅷ元素,其价电子轨道表达式是
②氮气中氮原子和氮原子形成的化学键是氮氮三键,而三键是由2个键和1个键组成的。CN- 与 N2 结构相似,所以1 mol CN- 中键数目为2NA。