Question

14．A、B、C、D、E、F、G七种前四周期元素且原子序数依次增大，A的最高正价和最低负价的绝对值相等，B的基态原子有3个不同的能级且各能级中电子数相等，D的基态原子与B的基态原子的未成对电子数目相同，E的基态原子s能级的电子总数与p能级的电子数相等，F的基态原子的3d轨道电子数是4s电子数的4倍，G²⁺的3d轨道有9个电子，请回答下列问题：
（1）元素D在周期表中的位置是第二周期VIA族
（2）G的基态原子电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（3）B、C、D原子的第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N（用元素符号回答）
（4）CA₃中心原子C的杂化类型是sp³杂化，分子的立体构型是三角锥形．
（5）向GSO₄（aq）中逐滴加入氨水至过量，会观察到先产生蓝色沉淀，后沉淀消失，生成深蓝色透明溶液现象．后一步反应的离子反应方程式为：Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O．
（6）某电池放电时的总反应为：Fe+F₂O₃+3H₂O═Fe（OH）₂+2F（OH）₂（注：F₂O₃和F（OH）₂为上面F元素对应的化合物），写出该电池放电时的正极反应式Ni₂O₃+3H₂O+2e^-═2Ni（OH）₂+2OH^-．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G七种元素的原子序数依次增大．其中B的基态原子有3个不同的能级，且各能级中的电子数相等，原子核外电子排布式为1s²2s²2p²，故B为碳元素；A的最高正价和最低负价的绝对值相等，原子序数小于碳，故A为H元素；E的基态原子的s能级的电子总数与p能级的电子数相等，原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，D的基态原子与B的基态原子的未成对电子数目相同，D的原子序数小于E，原子核外电子排布只能为1s²2s²2p⁴，则D为O元素，故E为Mg，而C的原子序数介于碳、氧之间，则C为N元素；F的基态原子的3d轨道电子数是4s电子数的4倍，4s电子只能有2个电子层，故原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，故F为Ni，G²⁺的3d轨道有9个电子，则G为Cu，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G七种元素的原子序数依次增大．其中B的基态原子有3个不同的能级，且各能级中的电子数相等，原子核外电子排布式为1s²2s²2p²，故B为碳元素；A的最高正价和最低负价的绝对值相等，原子序数小于碳，故A为H元素；E的基态原子的s能级的电子总数与p能级的电子数相等，原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，D的基态原子与B的基态原子的未成对电子数目相同，D的原子序数小于E，原子核外电子排布只能为1s²2s²2p⁴，则D为O元素，故E为Mg，而C的原子序数介于碳、氧之间，则C为N元素；F的基态原子的3d轨道电子数是4s电子数的4倍，4s电子只能有2个电子层，故原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，故F为Ni，G²⁺的3d轨道有9个电子，则G为Cu．
（1）D为O元素，处于周期表中的第二周期VIA族，
故答案为：第二周期VIA族；
（2）G²⁺的3d轨道有9个电子，则G为Cu，原子核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（3）C、N、O同周期，随原子序数增大的第一电离能呈增大趋势，但N元素2p能级容纳3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N，
故答案为：C＜O＜N；
（4）CA₃为NH₃，N原子形成3个N-H键、含有1对孤对电子，N原子的杂化类型是sp³杂化，分子的立体构型是三角锥形，
故答案为：sp³杂化；三角锥形；
（5）向CuSO₄（aq）中逐滴加入过量氨水，现象是：先产生蓝色沉淀，后沉淀消失，生成深蓝色透明溶液，沉淀消失的离子反应方程式：Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，
故答案为：先产生蓝色沉淀，后沉淀消失，生成深蓝色透明溶液；Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O．
（6）某电池放电时的总反应为：Fe+Ni₂O₃+3H₂O═Fe（OH）₂+2Ni（OH）₂，正极发生还原反应，该电池放电时的正极反应式：Ni₂O₃+3H₂O+2e^-═2Ni（OH）₂+2OH^-，
故答案为：Ni₂O₃+3H₂O+2e^-═2Ni（OH）₂+2OH^-．

点评 本题是对物质结构与性质的可知，涉及核外电子排布、电离能、杂化方式与空间构型、配合物、原电池计算等，推断元素是解题关键，学生要熟练掌握基础知识并能迁移运用，难度中等．