Question

8．Ⅰ．黑火药是中国古代四大发明之一，已知它在爆炸时发生反应的化学方程式为：
S+2KNO₃+3C═A+N₂↑+3CO₂↑ （已配平，A特指某一晶体）；请回答下列问题：
①除S外，上述元素的电负性从大到小依次为O＞N＞C＞K（填写元素符号）．
②在生成物中，A的晶体类型为离子晶体，含极性共价键的分子内的中心原子轨道杂化类型为sp．
③已知CN^-与N₂为等电子体，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为1：1．
Ⅱ．原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2．则T元素的基态原子外围电子（价电子）排布式为3d⁸4s²；
Q³⁺离子的核外未成对电子数是5．
Ⅲ．若某金属单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示．则晶胞中该原子的配位数为12；该单质晶体中原子的堆积方式为四种基本堆积方式中的面心立方最密堆积．

Ⅳ．在CrCl₃的水溶液中，一定条件下存在组成为[CrCl_n（H₂O）_6-n]^x+ （n和x均为正整数）的配离子，将其通过氢离子交换树脂（R-H），可发生离子交换反应：
[CrCl_n（H₂O）_6-n]^x++xR-H→R_x[CrCl_n（H₂O）_6-n]+xH⁺；交换出来的H⁺经中和滴定，即可求出x和n，确定配离子的组成．现将含0.0015mol[CrCl_n（H₂O）_6-n]^x+的溶液，与R-H完全交换后，中和生成的H⁺需浓度为0.1200mol•L-¹NaOH溶液25.00mL，可知该配离子的化学式为[CrCl（H₂O）₅]²⁺，中心离子的配位数为6．

Answer 1

分析 Ⅰ．①同周期自左而右电负性增大，金属性越强电负性越小，据此解答；
②由原子守恒可知，物质A为K₂S，属于离子晶体；含极性共价键的分子为CO₂，分子中C原子形成2个C=O键，不含孤对电子，杂化轨道数目为2；
③CN^-与N₂结构相似，C原子与N原子之间形成三键，则HCN分子结构式为H-C≡N，三键中含有1个σ键、2个π键，单键属于σ键；
Ⅱ．原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，则Q、T处于第Ⅷ族，且原子序数T比Q多2，则Q为Fe元素，T为Ni元素，再根据核外电子排布规律解答；
Ⅲ．由晶胞结构可知，以顶点原子为研究对象，与之最近的原子处于面心上，每个顶点原子为12个面共用，该晶胞构型为面心立方，据此判断；
Ⅳ．由中和生成的H⁺需要的NaOH溶液，可得出H⁺物质的量，进而计算出x，再结合Cr的化合价+3价，求n；利用离子交换反应计算出配离子的电荷数，再判断中心离子的配位数．

解答 解：Ⅰ．①同周期自左而右，电负性增大，金属性越强电负性越小，故电负性：O＞N＞C＞K；
故答案为：O＞N＞C＞K；　 
②由原子守恒可知，物质A为K₂S，属于离子晶体，含极性共价键的分子为CO₂，分子中C原子形成2个C=O键，不含孤对电子，杂化轨道数目为2，为sp杂化方式；
故答案为：离子晶体；sp；
③CN^-与N₂结构相似，C原子与N原子之间形成三键，则HCN分子结构式为H-C≡N，三键中含有1个σ键、2个π键，单键属于σ键，故HCN分子中σ键与π键数目之比为1：1；
故答案为：1：1；
Ⅱ．原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，则Q、T处于第Ⅷ族，且原子序数T比Q多2，则Q为Fe元素，T为Ni元素，Ni元素是28号元素，Ni原子价电子排布式为3d⁸4s²，Fe³⁺的核外电子排布式为1s²4s²2p⁶3s²3d⁵，3d能级有5个单电子；
故答案为：3d⁸4s²；5．
Ⅲ．由晶胞结构图可知，以顶点原子为研究对象，与之最近的原子处于面心上，每个顶点原子为12个面共用，故晶胞中该原子的配位数为12，该单质晶体中原子的堆积方式为面心立方最密堆积；
故答案为：12；面心立方最密堆积．
Ⅳ．中和生成的H⁺需浓度为0.1200mol•L^-1NaOH溶液25.00mL，则可以得出H⁺的物质的量为0.1200mol•L^-1×25.00×10^-3L=0.0030mol，所以x=$\frac{0.0030}{0.0015}$=2，Cr的化合价为+3价，结合[CrCl_n（H₂0）_6-n]^x+，有3-n=2，可以得知n=1，即该配离子的化学式为[CrCl（H₂O）₅]²⁺；中心离子为氯离子，配体是Cr和H₂0，所以中心离子配位数是1+5=6，
故答案为：[CrCl（H₂O）₅]²⁺；6．

点评 本题考查比较综合，涉及电负性、杂化轨道、原子核外电子排布规律、晶胞的有关计算、配位数的确定、晶体中原子堆积方式等，注意对基础知识的理解掌握，整体把握元素周期表，难度中等．