题目内容
【题目】已知X、Y、Z三种元素均为短周期元素，原子序数依次递增，Q、W为前30号元素。5种元素的部分特点：
元素 | 特点 |
X | 其气态氢化物呈三角锥形，水溶液显碱性 |
Y | 基态原子核外有三个能级，其中最外层电子数等于次外层电子数的3倍 |
Z | 元素原子的外围电子层排布式为nsn－1npn－1 |
Q | 被誉为“太空金属”、“生物金属”，其基态原子最高能级有3个空轨道 |
W | 原子M能层为全充满状态且核外的未成对电子只有一个 |
（1）XF3分子中X的杂化类型为______，该分子的空间构型为_______。
（2）基态Q原子的电子排布式为_____________________，第一电离能：X______Y(填“＞” “＜”或“=”)。
（3）X、Y、Z电负性由大到小的顺序为____________(用元素符号表示)。
（4）Na在Y2中燃烧产物的电子式为________________。
（5）Z和X形成的化合物常用作高温耐火材料，化学性质稳定，据此推测它应属于_______晶体。
（6）W元素与X元素形成某种化合物的晶胞结构如图所示(黑球代表W原子)，若该晶体的密度为ρ g·cm-3，则该晶胞的体积是__________cm3。
【答案】sp3 三角锥形 1s22s22p63s23p63d24s2 ＞ O＞N＞Si 
原子 
【解析】
X、Y、Z三种元素均为短周期元素，原子序数依次递增，Q、W为前30号元素。由X的气态氢化物呈三角锥形，水溶液显碱性，X为N元素；Y的基态原子核外有三个能级，其中最外层电子数等于次外层电子数的3倍，最外层电子数为6，可知Y为O元素；Z的外围电子层排布式为nsn-1npn-1，n-1=2，可知n=3，即外围电子层排布式为3s23p2，Z为Si元素；Q被誉为“太空金属”也有“生物金属”之称，其基态原子最高能级有3个空轨道，则最高能级的电子排布式为3d2，Q为Ti元素；W的原子M能层为全充满状态，且核外的未成对电子只有一个，电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，W为Cu元素，据此分析解答。
由上述分析可知，X为N元素、Y为O元素、Z为Si元素、Q为Ti元素、W为Cu元素。
(1)XF3分子中N原子上有1对孤对电子，形成3个N-F共价键，则X的杂化类型为sp3；空间构型为三角锥形，故答案为：sp3；三角锥形；
(2)Q为Ti元素，原子序数为22，基态Q原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2；N的2p电子半充满，为稳定结构，则第一电离能X＞Y，故答案为：1s22s22p63s23p63d24s2；＞；
(3)非金属性越强，电负性越大，则X、Y、Z电负性由大到小的顺序为O＞N＞Si，故答案为：O＞N＞Si；
(4)Na在Y2中燃烧产物为过氧化钠，为离子化合物，其电子式为，故答案为：；
(5)Z和X形成的化合物常用作高温耐火材料，化学性质稳定，可知熔点高，该化合物为原子晶体，故答案为：原子；
(6)黑球代表W原子，位于棱上，个数为12×
=3，N位于顶点，个数为8×
=1，因此化学式为Cu3N，晶胞的质量为
g，该晶体的密度为ρ gcm-3，则该晶胞的体积是
=
cm3，故答案为：。
【题目】以镍废料(主要成分为镍铁合金，含少量铜)为原料，生产NiO的部分工艺流程如下：
已知：下表列出了几种金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L－1计算)。
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 7.7 |
沉淀完全的pH | 3.3 | 9.9 | 9.2 |
(1) “酸溶”时Ni转化为NiSO4，该过程中温度控制在70～80 ℃的原因是________。
(2) “氧化”时，Fe2＋参加反应的离子方程式为________。
(3) “除铁”时需控制溶液的pH范围为________。
(4) “滤渣”的主要成分为________(填化学式)。
(5) “沉镍”时得到碱式碳酸镍[用xNiCO3·yNi(OH)2表示]沉淀。
①在隔绝空气条件下，“煅烧”碱式碳酸镍得到NiO，该反应的化学方程式为________。
②“沉镍”时，溶液pH增大，碱式碳酸镍中Ni元素含量会增加，原因是________。
