题目内容
1．钴（Co）是人体必需的微量元素．含钴化合物作为颜料，具有悠久的历史，在机械制造、磁性材料等领域也具有广泛的应用．请回答下列问题：
（1）Co基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2；
（2）酞菁钴近年来在光电材料、非线性光学材料、光动力学疗法中的光敏剂、催化剂等方面得到了广泛的应用．其结构如图1所示，中心离子为钴离子．
①酞菁钴中三种非金属原子的电负性由大到小的顺序为N＞C＞H；
（用相应的元素符号作答）；碳原子的杂化轨道类型为sp2；
②与钴离子通过配位键结合的氮原子的编号是2，4；
（3）CoCl2中结晶水数目不同呈现不同的颜色．
CoCl2•6H2O（粉红）$\stackrel{325.3K}{?}$CoCl2•2H2O（紫红）$\stackrel{363K}{?}$CoCl2•H2O（蓝紫）$\stackrel{393K}{?}$CoCl2（蓝色）
CoCl2可添加到硅胶（一种干燥剂，烘干后可再生反复使用）中制成变色硅胶．简述硅胶中添加CoCl2的作用：随着硅胶的吸湿和再次烘干，二氯化钴在结晶水合物和无水盐间转化，通过颜色的变化可以表征硅胶的吸湿程度；
（4）用KCN处理含Co2+的盐溶液，有红色的Co（CN）2析出，将它溶于过量的KCN溶液后，可生成紫色的[Co（CN）6]4-，该配离子具有强还原性，在加热时能与水反应生成淡黄色[Co（CN）6]3-，写出该反应的离子方程式：2[Co（CN）6]4-+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2[Co（CN）6]3-+H2↑+2OH -；
（5）Co的一种氧化物的晶胞如图2所示，在该晶体中与一个钴原子等距离且最近的钴原子有12个；筑波材料科学国家实验室一个科研小组发现了在5K下呈现超导性的晶体，该晶体具有CoO2的层状结构（如图所示，小球表示Co原子，大球表示O原子）．下列用粗线画出的重复结构单元示意图不能描述CoO2的化学组成是D．
分析 （1）Co为27号元素，原子核外电子数为27，根据能量最低原理书写核外电子排布式；
（2）①酞菁钴中三种非金属原子为C、N、H，同周期自左而右电负性增大，非金属性越强电负性越大；分子中C原子均形成3个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3；
②含有孤对电子的N原子与Co通过配位键结合，形成配位键后形成4对共用电子对，形成3对共用电子对的N原子形成普通的共价键；
（3）通过颜色的变化可以表征硅胶的吸湿程度；
（4）[Co（CN）6]4-配离子具有强还原性，在加热时能与水反应生成淡黄色[Co（CN）6]3-，只能是水中氢元素被还原为氢气，根据电荷守恒有氢氧根离子生成；
（5）由氧化物晶胞结构可知晶胞中Co、O原子数目之比为1：1，假设黑色球为Co原子，以顶点Co原子为研究对象，与之等距离且最近的钴原子位于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用；
CoO2的重复结构单元示意图中Co、O原子数目之比应为1：2，结合均摊法计算判断．
解答 解：（1）Co为27号元素，原子核外电子数为27，根据能量最低原理，其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d74s2，
故答案为：1s22s22p63s23p63d74s2；
（2）①酞菁钴中三种非金属原子为C、N、H，同周期自左而右电负性增大，非金属性越强电负性越大，故电负性N＞C＞H；分子中C原子均形成3个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3，碳原子的杂化轨道类型为 sp2，
故答案为：N＞C＞H；sp2；
②含有孤对电子的N原子与Co通过配位键结合，形成配位键后形成4对共用电子对，形成3对共用电子对的N原子形成普通的共价键，1号、3号N原子形成3对共用电子对为普通共价键，2号、4号N原子形成4对共用电子对，与Co通过配位键结合，
故答案为：2，4；
（3）随着硅胶的吸湿和再次烘干，二氯化钴在结晶水合物和无水盐间转化，通过颜色的变化可以表征硅胶的吸湿程度，
故答案为：随着硅胶的吸湿和再次烘干，二氯化钴在结晶水合物和无水盐间转化，通过颜色的变化可以表征硅胶的吸湿程度；
（4）[Co（CN）6]4-配离子具有强还原性，在加热时能与水反应生成淡黄色[Co（CN）6]3-，只能是水中氢元素被还原为氢气，根据电荷守恒有氢氧根离子生成，该反应离子方程式为：2[Co（CN）6]4-+2H2O=2[Co（CN）6]3-+H2↑+2OH -，
故答案为：2[Co（CN）6]4-+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2[Co（CN）6]3-+H2↑+2OH -；
（5）由氧化物晶胞结构可知晶胞中Co、O原子数目之比为1：1，假设黑色球为Co原子，以顶点Co原子为研究对象，与之等距离且最近的钴原子位于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，在该晶体中与一个钴原子等距离且最近的钴原子数目为$\frac{3×8}{2}$=12；
CoO2的重复结构单元示意图中Co、O原子数目之比应为1：2，由图象可知：
A中Co、O原子数目之比为1：4×$\frac{1}{2}$=1：2，符合，
B中Co、O原子数目之比为（1+4×$\frac{1}{4}$）：4=1：2，符合，
C中Co、O原子数目之比为4×$\frac{1}{4}$：4×$\frac{1}{2}$=1：2，符合，
D中Co、O原子数目之比为1：4×$\frac{1}{4}$=1：1，不符合，
故答案为：12；D．
点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、配合物、晶胞计算等，侧重考查学生对知识的理解与迁移应用，注意利用均摊法进行晶胞计算，理解配位键形成条件．
| A． | Se是人体必需的微量元素，${\;}_{34}^{78}$Se和${\;}_{34}^{80}$Se互为同位素，是两种不同的核素 | |
| B． | 某些花岗石产生氡（${\;}_{86}^{222}$Rn），从而对人体产生伤害，Rn元素的相对原子质量是222 | |
| C． | ${\;}_{92}^{235}$U的浓缩一直被国际社会关注，其中子数和质子数之差为51 | |
| D． | 112号元素属于过渡元素 |
| A． | 甲烷的结构式：CH4 | B． | NH4Cl的电子式： | ||
| C． | 苯的实验式：CH | D． | 乙烯的结构简式：C2H4 |
，以互为同系物的单取代芳烃A、G为原料合成M的一种路线（部分反应条件略去）如下：
，分子中最多有10个碳原子共平面，F结构中的官能团名称是碳碳三键；
，④的反应类型是加成反应；
（写结构简式）；
的合成路线
．
．
| A． | 明矾可作净水剂：Al3++3H2O=Al（OH）3↓+3H+ | |
| B． | 盛装NaOH溶液的试剂瓶不用玻璃塞：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O | |
| C． | NaHCO3溶液中加入少量Ca（OH）2溶液，产生白色沉淀：HCO3-+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O | |
| D． | 电解NaCl溶液，阴极有无色气体逸出，其电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑ |
| A． | 22.4 L O2和O3的混合气中氧原子数为0.2NA | |
| B． | 标准状况下，22.4 L苯的分子数为NA | |
| C． | 46 g乙醇中含有的共价键总数为8 NA | |
| D． | 1 L 0.1 mol•L-1的NaHCO3溶液中HCO3-和CO32-离子数之和为0.1 NA |
| A． | 闻名世界的中国陶瓷、酿酒、造纸技术都充分应用了化学工艺 | |
| B． | 植物油和矿物油都是碳氢化合物 | |
| C． | 光导纤维维、合成纤维和玻璃纤维都是新型无机非金属材料 | |
| D． | 蛋白质的水解和油脂的皂化都是由高分子生成小分子的过程 |