Question

14．A、B、C、D、E、F、G七種前四周期元素且原子序數依次增大，A的最高正價和最低負價的絕對值相等，B的基態原子有3個不同的能級且各能級中電子數相等，D的基態原子與B的基態原子的未成對電子數目相同，E的基態原子s能級的電子總數與p能級的電子數相等，F的基態原子的3d軌道電子數是4s電子數的4倍，G²⁺的3d軌道有9個電子，請回答下列問題：
（1）元素D在周期表中的位置是第二周期VIA族
（2）G的基態原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（3）B、C、D原子的第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N（用元素符號回答）
（4）CA₃中心原子C的雜化類型是sp³雜化，分子的立體構型是三角錐形．
（5）向GSO₄（aq）中逐滴加入氨水至過量，會觀察到先產生藍色沉淀，后沉淀消失，生成深藍色透明溶液現象．后一步反應的離子反應方程式為：Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O．
（6）某電池放電時的總反應為：Fe+F₂O₃+3H₂O═Fe（OH）₂+2F（OH）₂（注：F₂O₃和F（OH）₂為上面F元素對應的化合物），寫出該電池放電時的正極反應式Ni₂O₃+3H₂O+2e^-═2Ni（OH）₂+2OH^-．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G七種元素的原子序數依次增大．其中B的基態原子有3個不同的能級，且各能級中的電子數相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，故B為碳元素；A的最高正價和最低負價的絕對值相等，原子序數小于碳，故A為H元素；E的基態原子的s能級的電子總數與p能級的電子數相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，D的基態原子與B的基態原子的未成對電子數目相同，D的原子序數小于E，原子核外電子排布只能為1s²2s²2p⁴，則D為O元素，故E為Mg，而C的原子序數介于碳、氧之間，則C為N元素；F的基態原子的3d軌道電子數是4s電子數的4倍，4s電子只能有2個電子層，故原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，故F為Ni，G²⁺的3d軌道有9個電子，則G為Cu，據此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G七種元素的原子序數依次增大．其中B的基態原子有3個不同的能級，且各能級中的電子數相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，故B為碳元素；A的最高正價和最低負價的絕對值相等，原子序數小于碳，故A為H元素；E的基態原子的s能級的電子總數與p能級的電子數相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，D的基態原子與B的基態原子的未成對電子數目相同，D的原子序數小于E，原子核外電子排布只能為1s²2s²2p⁴，則D為O元素，故E為Mg，而C的原子序數介于碳、氧之間，則C為N元素；F的基態原子的3d軌道電子數是4s電子數的4倍，4s電子只能有2個電子層，故原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，故F為Ni，G²⁺的3d軌道有9個電子，則G為Cu．
（1）D為O元素，處于周期表中的第二周期VIA族，
故答案為：第二周期VIA族；
（2）G²⁺的3d軌道有9個電子，則G為Cu，原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（3）C、N、O同周期，隨原子序數增大的第一電離能呈增大趨勢，但N元素2p能級容納3個電子，處于半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N，
故答案為：C＜O＜N；
（4）CA₃為NH₃，N原子形成3個N-H鍵、含有1對孤對電子，N原子的雜化類型是sp³雜化，分子的立體構型是三角錐形，
故答案為：sp³雜化；三角錐形；
（5）向CuSO₄（aq）中逐滴加入過量氨水，現象是：先產生藍色沉淀，后沉淀消失，生成深藍色透明溶液，沉淀消失的離子反應方程式：Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，
故答案為：先產生藍色沉淀，后沉淀消失，生成深藍色透明溶液；Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O．
（6）某電池放電時的總反應為：Fe+Ni₂O₃+3H₂O═Fe（OH）₂+2Ni（OH）₂，正極發生還原反應，該電池放電時的正極反應式：Ni₂O₃+3H₂O+2e^-═2Ni（OH）₂+2OH^-，
故答案為：Ni₂O₃+3H₂O+2e^-═2Ni（OH）₂+2OH^-．

點評 本題是對物質結構與性質的可知，涉及核外電子排布、電離能、雜化方式與空間構型、配合物、原電池計算等，推斷元素是解題關鍵，學生要熟練掌握基礎知識并能遷移運用，難度中等．