题目内容

20．已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，A元素位于周期表的s区，其原子中电子层数等于未成对电子数；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种已知轨道中的电子总数相同；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍．A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，A、B二种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂．E有“生物金属”之称，E4+离子和氩原子的核外电子排布相同．
请回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）
（1）E的基态原子的外围电子排布式为3d24s2．
（2）下列叙述正确的是ad．（填字母）
a．M与水分子间能形成氢键，N是非极性分子
b．M和二氧化碳分子中的中心原子均采用sp2杂化
c．N分子中含有6个σ键和1个π键
d．BD2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低　
（3）E的一种氧化物Q，其晶胞结构如图所示，则Q的化学式为TiO2，该晶体中氧的配位数为3．
（4）电镀厂排放的废水中常含有剧毒的BC-，可在Q的催化下，先用NaClO将BC氧化成BCD-，然后在酸性条件下BCD-可以继续被NaClO氧化成C2和BD2；
①与BCD-互为等电子体的分子、离子的化学式依次是CO2和SCN-（各写出一种）；
②上述反应中后一步反应的离子方程是2CNO-+2H++3ClO-=N2↑+2CO2↑+3C1-+H2O．
（5）在浓的ECl3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl气体至饱和，可得到配位数为6、组成为ECl3•6H2O的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1：5，则该配离子的化学式为[TiCl（H2O）5]2+．

分析 A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同，则A为氢元素；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同，原子核外电子数排布为1s22s22p2，故B为碳元素；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，核外电子排布为1s22s22p4，故D为氧元素；C原子序数介于碳、氧之间，故C为氮元素；A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，该气体M为HCHO；A、B二种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂，则N为苯；E有“生物金属”之称，E4+离子和氩原子的核外电子排布相同，E原子核外电子数为18+4=22，故E为Ti，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同，则A为氢元素；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同，原子核外电子数排布为1s22s22p2，故B为碳元素；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，核外电子排布为1s22s22p4，故D为氧元素；C原子序数介于碳、氧之间，故C为氮元素；A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，该气体M为HCHO；A、B二种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂，则N为苯；E有“生物金属”之称，E4+离子和氩原子的核外电子排布相同，E原子核外电子数为18+4=22，故E为Ti．
（1）E为Ti元素，原子核外电子数为22，基态原子的外围电子排布式为：3d24s2，故答案为：3d24s2；
（2）a．HCHO中O氧原子电负性很大，能与与水分子形成氢键，N为苯，是非极性分子，故a正确；
b．HCHO中C原子形成3个σ键，没有孤电子对，碳原子采用sp2杂化，二氧化碳分子为直线型结构，碳原子采用sp杂化，故b错误；
c．苯分子中H-C之间是s-sp2形成的σ键，C-C之间是sp2形成的σ键，苯分子中含有12个σ键和1个大π键，故c错误；
d．CO2属于分子晶体，二氧化硅属于原子晶体，二氧化碳的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低，故d正确，
故选：ad；
（3）晶胞中Ti原子数目为1+8×$\frac{1}{8}$=2，氧原子数目为2+4×$\frac{1}{2}$=4，故氧化物Q的化学式为TiO2，晶胞内部氧原子周围有3个Ti原子，该晶体中氧的配位数为3，
故答案为：TiO2；3；
（4）①CNO-的中含有3个原子，价电子数为：4+5+6+1=16，与其是等电子体的分子、离子的化学式依次为CO2、SCN-等，
故答案为：CO2；SCN-；
②CNO-被NaClO氧化成N2和CO2，同时还有为C1-，反应离子方程式为：2CNO-+2H++3ClO-=N2↑+2CO2↑+3C1-+H2O，
故答案为：2CNO-+2H++3ClO-=N2↑+2CO2↑+3C1-+H2O；
（5）在浓的TiCl3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6、组成为TiCl3•6H20的绿色晶体，该晶体中两配体的物质的量之比为1：5，则配体中有1个Cl-、5个H2O，2个氯离子位于外界，则该配离子的化学式为[TiCl（H2O）5]2+，故答案为：[TiCl（H2O）5]2+．

点评 本题是对物质结构的考查，推断元素是解题关键，需要学生具备扎实的基础，难度中等．

练习册系列答案
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10．化学反应前后发生变化的是（　　）
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3AlCl（g）═2Al（l）+AlC13（g）△H=b　kJ•mol-1
反应Al2O3（s）+3C（s）=2Al（l）+3CO（g）的△H=（a+b）kJ•mol-1（用含a、b的代数式表示）．
②镁铝合金（Mg17Al12）是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定物质的量比Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得．该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为：
Mg17Al12+17H2=17MgH2+12Al．
得到的混合物Y（17MgH2+12Al）在一定条件下可释放出氢气．在6.0mol•L-1HCl溶液中，混合物Y能完全释放出H2．1molMg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y　与上述盐酸完全反应，释放出H2　的物质的量为52mol．
③熔融状态下，Na单质和FeCl3能组成可充电电池（装置示意图如图甲），可充电电池的总反应方程式：2Na+FeCl2$?_{充电}^{放电}$Fe+2NaCl．
（2）聚合硫酸铁（PFS：Fe2（OH）n（SO4）3-0.5n）是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理．用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁．为控制水解时Fe3+的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+．实验步骤如下：

①聚合硫酸铁（PFS）中铁元素的化合价为+3．
②用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有bc．（填序号）
（a）容量瓶   （b）烧杯  （c）玻璃棒
③写出步骤Ⅳ反应的离子方程式：6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O．
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A．Br2＞Fe3+＞I2B．Fe3+＞Br2＞I2C．Br2＞I2＞Fe3+D．Fe3+＞Cu2+＞Fe2+

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