Question

某配位化合物為深藍色晶體，由原子序數依次增大的A、B、C、D、E五種元素組成，其原子個數比為l4：4：5：1：1． 其中C、D元素同主族且原子序數D為C的二倍，E元素的外圍電子排布為（n-1）dⁿ⁺⁶ns^l，回答下列問題．
（1）寫出元素D在周期表中的位置是

 

，B原子的外圍電子排布圖

 

．填出：E原子的核外有

 

種不同運動狀態的電子，
B和C的第一電離能大小關系

 

（用元素符號表示）．
（2）C元素可與A元素形成兩種常見的化合物，其原子個數比分別為1：1和l：2，畫出原子個數比為1：1的化合物的電子式

 

，兩種化合物可任意比互溶，解釋其主要原因為

 

．
（3）該配位化合物的化學式為

 

．
（4）A元素與B元素可形成分子式為A₂B₂的某化合物，該化合物的分子具有平面結構，則其結構式為

 

．用電子式表示化合物Na₂D₂的形成過程

 

．
（5）已知E的晶胞結構如右圖所示，此晶胞立方體的邊長為a cm，E單質的密度為ρg?cm^-3，則阿伏加德羅常數為

 

（用a、ρ表示）．該晶胞配位數為

 

，EDC₄常作電鍍液，其中DC₄^2-的空間構型是

 

，其中D原子的雜化軌道類型是

 

，若電解EDC₄的水溶液，則電解總反應的化學方程式為

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,判斷簡單分子或離子的構型

專題：

分析：某配位化合物為深藍色晶體，由原子序數由小到大的A、B、C、D、E五種元素構成，其原子個數比為14：4：5：1：1．其中C、D元素同主族且原子序數D為C的二倍，則C為O元素、D為S元素；E元素的外圍電子排布為（n-l）dⁿ⁺⁶ns^l，則n+6=10，故n=4，故其外圍電子排布為3d¹⁰4s^l，則E為Cu；故該深藍色晶體應含有[Cu（NH₃）₄]²⁺、SO₄^2-，結合原子序數可知A為H、B為N，由原子數目之比，可知該配合物含有1個結晶水，故其化學式為：[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O，據此解答．

解答： 解：某配位化合物為深藍色晶體，由原子序數由小到大的A、B、C、D、E五種元素構成，其原子個數比為14：4：5：1：1．其中C、D元素同主族且原子序數D為C的二倍，則C為O元素、D為S元素；E元素的外圍電子排布為（n-l）dⁿ⁺⁶ns^l，則n+6=10，故n=4，故其外圍電子排布為3d¹⁰4s^l，則E為Cu；故該深藍色晶體應含有[Cu（NH₃）₄]²⁺、SO₄^2-，結合原子序數可知A為H、B為N，由原子數目之比，可知該配合物含有1個結晶水，故其化學式為：[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O，
（1）D為S元素，處于周期表中第三周期ⅥA族，B為氮元素，其原子的外圍電子排布圖為，E為銅元素，是29號元素，所以原子的核外有 29種不同運動狀態的電子，C為氧元素，由于氮元素最外層電子是半滿狀態，是一種穩定狀態，所以氮元素的第一電離能大于氧元素，故答案為：第三周期ⅥA族；；29；N＞O；
（2）C元素可與A元素形成兩種常見的化合物分別為H₂O和H₂O₂，H₂O₂的電子式為，由于H₂O與H₂O₂之間形成氫鍵，兩種化合物可任意比互溶，
故答案為：；H₂O和H₂O₂之間形成氫鍵；
（3）由上述分析可知，該配位化合物的化學式為：[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O，故答案為：[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O；
（4）A元素與B元素可形成分子式為H₂N₂的化合物，該化合物的分子具有平面結構，應存在N=N雙鍵，則其結構式為：H-N=N-H，Na₂D₂為Na₂S₂，用電子式表示其形成過程為，
故答案為：H-N=N-H；；
C元素可與A元素形成兩種常見的化合物，其原子個數比分別為1：1和l：2，分別為H₂O與H₂O₂，由于H₂O與H₂O₂之間形成氫鍵，兩種化合物可任意比互溶，
故答案為：H₂O與H₂O₂之間形成氫鍵；
（5）晶胞中Cu原子數目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，根據Cu的密度ρ=

4×64 NA

a3

，可得N_A=

256

ρ?a3

，根據晶胞結構可知，該晶胞為面心立方結構，所以銅原子的配位數為12，DC₄^2-為SO₄^2-，
CuSO₄常作電鍍液，其中SO₄^2-中S原子價層電子對數=

6+2

2

=4，S原子不含孤對電子，故其為正四面體構型，S原子采取sp³雜化，EDC₄為CuSO₄，其水溶液電解的總反應的化學方程式為2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
故答案為：

256

ρ?a3

；正四面體；sp³雜化；2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄．

點評：本題是對物質結構的考查，涉及元素化合物推斷、氫鍵、結構式、微粒構型判斷、雜化軌道、晶胞計算等知識點，關鍵是根據配位化合物為深藍色晶體進行推斷，難度中等．