Question

【題目】A、B、C、D、E、F、X為周期表前四周期的元素，A→F原子序數依次增大。A位于第一周期，B原子有3個不同的能級，各能級的電子數相等；D的基態原子2p能級上未成對電子數與B原子的相同；D2-離子與E2+離子具有相同的電子層結構；F元素有“生物金屬”之稱，F4+離子和氬原子核外電子排布相同；X是第三周期電負性最大的元素。回答下列問題：

(1)F基態原子的核外電子排布式______________ ，用過量的E粉與 FX4高溫條件下反應生成金屬F，該化學方程式為___________________。

(2)在A與上述元素形成的分子中，中心原子采取sp3雜化的是________________(寫出兩種)。

(3)下圖是BD2分子的晶胞模型，圖中顯示出的BD2分子數為14個。實際上一個BD2晶胞中含有__________個BD2分子。

代表一個BD2分子

(4)B元素可形成B60單質，從晶體類型來看B60屬于__________晶體。科學家把B60與金屬鉀摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物，其晶胞如圖(白球（C60）位于立方體的體心和頂點，小黑球（K）則位于立方體的面上)，該化合物中B60與鉀原子個數比為________________。

(5)已知單晶鍺、晶體硅與金剛石的晶體類型完全相同，下圖所示是金剛石的晶胞結構，請回答：

在單晶鍺的一個晶胞內含有__________個鍺原子。

(6)若向CuSO4溶液中加入少量氨水生成藍色絮狀沉淀，繼續加入過量氨水沉淀溶解，得到深藍色的透明溶液，最后向該溶液中加入一定量的乙醇，所析出晶體的化學式為________。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d24s2 2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2 CH4、NH3、H2O 4 分子晶體 1：3 8 [Cu(NH3)4]SO4H2O

【解析】

A位于第一周期，則A是H或者He，根據提問，A會與其他元素形成化合物，則A為H。B的基態原子有3個不同的能級，各能級中電子數相等，B的電子排布式為1s22s22p2，B為C。D的基態原子2p能級上未成對電子數與B原子相同，且D能形成－2價的離子，則D為O。根據B、C、D原子序數依次增大，C為N元素。O2－和E2＋具有相同的核外電子排布，則E為Mg，F4＋與Ar原子的核外電子層結構相同，F的原子序數為22，F為Ti。X是第三周期電負性最大的元素，則X為Cl。

(1)F為22號元素Ti，其基態原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2；E為Mg，和TiCl4高溫下反應生成Ti單質，為置換反應，方程式為2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2；

(2)中心原子通過sp3雜化形成分子，則說明中心原子含有4個價電子對，CH4、NH3、H2O都含有4個價電子對，答案為CH4、NH3、H2O；

(3)在CO2的晶胞中，有8個CO2分子位于頂點，為8個晶胞所共有，則有1/8個CO2分子屬于這個晶胞；有6個CO2分子位于面上，為2個晶胞所共用，則有1/2個CO2分子屬于這個晶胞，所以該晶胞一共有個CO2；

(4)C60屬于一個分子，C60的晶體屬于分子晶體；在該晶胞中，有8個C60位于頂點，為8個晶胞所共有，則有1/8個C60屬于這個晶胞，則該晶胞中有；有6個K位于面上，為2個晶胞所共有，則有1/2個K屬于這個晶胞，則該晶胞中有，則C60與K的比例為1:3；

(5)類似于金剛石的晶胞中，有8個原子位于頂點，為8個晶胞所共有，則有1/8個原子屬于這個晶胞；有6個原子位于面上，為2個晶胞所共有，則有1/2個原子屬于這個晶胞；有4個原子位于晶胞內，為這個晶胞所獨有，完全屬于此晶胞，則一共有個原子；

(6)按照題意，深藍色的透明溶液中含有四氨合銅離子，加入乙醇析出沉淀，此沉淀為[Cu(NH3)4]SO4H2O。