Question

9．原子序数逐渐增大的元素A、B、C、D、E、F的有关信息如下：

代号	信息
A	原子最外层电子数为内层电子数的2倍
C	形成的一种单质可抵御紫外线对地球生物的伤害
D	是一种非金属元素，属于卤族之一，形成的气体常温常压下为黄绿色
E	单质是生活中使用最广泛的金属
F	形成的一种化合物可用于醛基的检验

根据以上表格信息回答：
（1）元素F在周期表中的位置是第四周期IB族，E形成的低价离子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰．
（2）A、C的氢化物沸点较高的是（用所形成的氢化物表示）H₂O，A、B、C的第一电离能大小顺序是（用元素符号表示）N＞O＞C．
（3）A与氢元素形成的A₂H₂含有的σ键、π键数目之比为3：2．
（4）KCl的晶胞如图：“●K，○Cl”，则该晶胞中含K⁺为4个，已知晶胞参数为：629.8pm（1pm=10^-12m），求KCl晶体的密度为$\frac{4×（39+35.5）}{6.02×1{0}^{23}×（629.8×1{0}^{-10}）^{3}}$g/cm³（只写出表达式，不要求计算结果）．

（5）用惰性电极电解FCl₂溶液时，在阴极除了析出红色固体外，还析出白色固体，经检验白色固体为FCl，请写出析出白色固体的阴极反应式Cu²⁺+Cl^-+e^-=CuCl．

Answer 1

分析 原子序数逐渐增大的元素A、B、C、D、E、F，A元素原子最外层电子数为内层电子数的2倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故A为碳元素；C元素形成的一种单质可抵御紫外线对地球生物的伤害，则C为O元素；B的原子序数介于碳、氧之间，故B为N元素；D是一种非金属元素，属于卤族之一，形成的气体常温常压下为黄绿色，则D为Cl；E的单质是生活中使用最广泛的金属，则E为Fe；F形成的一种化合物可用于醛基的检验，则F为Cu，据此解答．

解答 解：原子序数逐渐增大的元素A、B、C、D、E、F，A元素原子最外层电子数为内层电子数的2倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故A为碳元素；C元素形成的一种单质可抵御紫外线对地球生物的伤害，则C为O元素；B的原子序数介于碳、氧之间，故B为N元素；D是一种非金属元素，属于卤族之一，形成的气体常温常压下为黄绿色，则D为Cl；E的单质是生活中使用最广泛的金属，则E为Fe；F形成的一种化合物可用于醛基的检验，则F为Cu．
（1）元素F为Cu，在周期表中的位置是：第四周期IB族，Fe形成的低价离子的电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，故答案为：第四周期IB族；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；
（2）A、C的氢化物分别为CH₄、H₂O，二者均为分子晶体，且水分子之间存在氢键，沸点高于甲烷；同周期随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势，但N元素2p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能：N＞O＞C，
故答案为：H₂O；N＞O＞C；
（3）A与氢元素形成的C₂H₂结构式为H-C≡C-H，含有的σ键、π键数目之比为3：2，故答案为：3：2；
（4）KCl的晶胞如图，则该晶胞中含K⁺数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，该晶胞的质量为4×$\frac{（39+35.5）}{6.02×1{0}^{23}}$g，晶胞棱长为629.8pm（1pm=10^-12m），则KCl晶体的密度为=4×$\frac{（39+35.5）}{6.02×1{0}^{23}}$g÷（629.8×10^-10cm）³=$\frac{4×（39+35.5）}{6.02×1{0}^{23}×（629.8×1{0}^{-10}）^{3}}$g/cm³，
故答案为：4；$\frac{4×（39+35.5）}{6.02×1{0}^{23}×（629.8×1{0}^{-10}）^{3}}$；
（5）用惰性电极电解CuCl₂溶液时，阴极发生还原反应生成Cu与CuCl，析出CuCl的电极反应式为：Cu²⁺+Cl^-+e^-=CuCl，
故答案为：Cu²⁺+Cl^-+e^-=CuCl．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、电离能、熔沸点比较、化学键、晶胞计算、电解等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，难度中等．