Question

过渡元素及其化合物的应用研究是目前科学研究的前沿之一．试回答下列问题：
（1）原子序数小于36的过渡元素A和B，在周期表中位于同一族，且原子序数B比A多1，基态B原子中含有三个未成对电子．请写出B元素在周期表中的位置为

 

，A²⁺在基态时外围电子（价电子）排布式为

 

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（2）氯化铬酰（CrO₂Cl₂）熔点：-96.5℃，沸点：117℃，能与CH₃COCH₃（丙酮）、CS₂等互溶．则固态CrO₂Cl₂属于

 

晶体．已知CS₂与NO₂⁺互为等电子体，则1mol NO₂⁺中含有π键数目为

 

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（3）二氧化钛作光催化剂能将居室污染物甲醛、苯等有害气体可转化为二氧化碳和水，达到无害化．有关甲醛、苯、二氧化碳及水说法正确的是

 

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a．水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间能形成氢键
b．甲醛、苯和二氧化碳中碳原子均采用sp²杂化
c．苯、二氧化碳是非极性分子，水和甲醛是极性分子
（4）Co³⁺有多种配合物，如Co（CN）₆^3-、Co（NH₃）₄Cl₂⁺ 等．铑（Rh）与钴属于同族元素，某些性质相似．现有铑的某盐组成为CsRh（SO₄）₂?4H₂O，易溶解于水，向其水溶液中加入一定浓度的BaCl₂溶液，无沉淀生成．请写出该盐溶解于水后的电离方程式：

 

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（5）第三周期部分元素氟化物的熔点见下表：

氟化物	NaF	MgF2	SiF4
熔点/K	1266	1534	183

解释表中氟化物熔点差异的原因：

 

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Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,共价键的形成及共价键的主要类型,配合物的成键情况,“等电子原理”的应用,晶体的类型与物质熔点、硬度、导电性等的关系,极性分子和非极性分子,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构

分析：（1）原子序数小于36的元素A和B，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，则A、B只能处于第VIII族，原子序数B比A多1，基态B原子中含有三个未成对电子，则B是Co元素，A是Fe元素；
（2）分子晶体的熔沸点较低；二硫化碳和NO₂⁺的结构相似，根据二硫化碳的结构确定NO₂⁺中π键个数；
（3）a．氢键的存在导致物质的沸点升高；
b．根据价层电子对互斥理论确定杂化方式；
c．分子中正负电荷重心重合的为非极性分子，正负电荷重心不重合的为极性分子；
（4）铑（Rh）与钴属于同族元素，某些性质相似，可形成配合物，向其水溶液中加入一定浓度的BaCl₂溶液，无沉淀生成，说明SO₄^2-为配体；
（5）氟化物的熔点与晶体类型，离子晶体的熔点较高，分子晶体的熔点较低．

解答： 解：（1）原子序数小于36的元素A和B，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，则A、B只能处于第VIII族，原子序数B比A多1，基态B原子中含有三个未成对电子，A是Fe、B是Co元素，铁失去4s能级上2个电子，导致d能级上的电子为其价电子，所以亚铁离子的价电子排布式为3d⁶，B是第四周期第VIII族；
故答案为：第四周期Ⅷ族；3d⁶；
（2）分子晶体的熔沸点较低，氯化铬酰的熔沸点较低，能溶于有机溶剂，所以属于分子晶体；
二硫化碳和NO₂⁺的结构相似，根据二硫化碳的结构知NO₂⁺中有2个π键，所以1mol NO₂⁺中含有π键数目为2N_A，故答案为：分子；2N_A；
（3）a．氢键的存在导致物质的沸点升高，水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间能形成氢键，故a正确；
b．甲醛、苯分子中碳原子价层电子对个数都是3，所以碳原子均采用sp²杂化，二氧化碳为sp杂化，故b错误；
c．分子中正负电荷重心重合的为非极性分子，正负电荷重心不重合的为极性分子，苯、二氧化碳分子中正负电荷重心重合，所以是非极性分子，水和甲醛分子中正负电荷重心不重合，所以是极性分子，故正确，
故答案为：ac；
（4）铑（Rh）与钴属于同族元素，某些性质相似，可形成配合物，向其水溶液中加入一定浓度的BaCl₂溶液，无沉淀生成，说明SO₄^2-为配体，离子方程式为CsRh（SO₄）₂?4H₂O=Cs⁺+[Rh（SO₄）₂（H₂O）₄]^-，
故答案为：CsRh（SO₄）₂?4H₂O=Cs⁺+[Rh（SO₄）₂（H₂O）₄]^-；
（5）离子晶体的熔点较高，分子晶体的熔点较低，NaF与MgF₂为离子晶体，SiF₄为分子晶体，所以NaF与MgF₂远比SiF₄熔点要高，又因为Mg²⁺的半径小于Na⁺的半径，所以MgF₂的离子键强度大于NaF的离子键强度，故MaF₂的熔点大于NaF，
故答案为：NaF与 MgF₂为离子晶体，SiF₄为分子晶体，故SiF₄的熔点低，Mg²⁺的半径比Na⁺的半径小，MgF₂中离子键更强，熔点更高．

点评：本题是一道结构化学知识的综合题目，侧重于电子排布式、电离能和电负性，配合物的分析等，考查学生分析和解决问题的能力，综合性较强，难度较大．