Question

14．海底熱液研究處于當今科研的前沿．海底熱液活動區域“黑煙囪”的周圍常存在FeS、黃銅礦及鋅礦等礦物．
（1）Fe²⁺的核外電子排布式是[Ar]3d⁶或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶．
（2）分析下表，銅的第一電離能（I₁）小于鋅的第一電離能，而銅的第二電離能（I₂）卻大于鋅的第二電離能，主要原因是氣態Cu失去一個電子變成結構為[Ar]3d¹⁰的Cu⁺，能量較低，所以Cu的第二電離能相對較大（或氣態Zn失去一個電子變成結構為[Ar]3d¹⁰4s¹的Zn⁺，易再失去一個電子，所以Zn的第二電離能相對較�。�．

電離能/kJ•mol-1	I1	I2
銅	746	1958
鋅	906	1733

（3）下列說法正確的是BCD．
A．電負性：N＞O＞S＞C　　　　　　　　
B．CO₂與COS（硫化羰）互為等電子體
C．NH₃分子中氮原子采用sp³雜化
D．CO、H₂S、HCN都是極性分子
（4）CH₄與元素X的一種含氫粒子互為等電子體，元素X的這種含氫粒子的化學式是NH₄⁺．
（5）W的原子序數為22，它的一種氧化物晶胞結構如圖所示，該氧化物的化學式為TiO₂．
（6）在濃的WCl₃的鹽酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至飽和，可得到配位數為6、組成為WCl₃•6H₂O的綠色晶體，該晶體中兩種配位體的物質的量之比為1：5，則該配合物的化學式為[TiCl（H₂O）₅]Cl₂•H₂O．

Answer 1

分析 （1）鐵是26號元素，其原子核外有26個電子，鐵原子失去2個電子變成Fe²⁺，根據構造原理書寫Fe²⁺核外電子排布式；
（2）根據軌道中電子處于全滿、全空、半滿時較穩定，再失去電子需要的能量較大來分析；
（3）A．同一周期元素從左到右電負性逐漸增大，同一主族元素從上到下電負性逐漸減��；
B．原子個數相同，價電子數也相同的微粒間是等電子體的關系；
C．雜化類型與價層電子對數有關；
D．分子中正負電荷中心不重合，從整個分子來看，電荷的分布是不均勻的，不對稱的，這樣的分子為極性分子；
（4）原子個數相同，價電子數也相同的微粒間是等電子體的關系；
（5）22號為鈦，根據均攤法計算出原子個數，得出化學式；
（6）配位數為6、組成為TiCl₃•6H₂O的綠色晶體，兩種配體的物質的量之比為1：5，而晶體中只含有3個Cl^-，所以配體數目多的是H₂O，據此分析．

解答 解：（1）鐵是26號元素，其原子核外有26個電子，鐵原子失去2個電子變成Fe²⁺，則Fe²⁺核外電子排布式為[Ar]3d⁶或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶，
故答案為：[Ar]3d⁶或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶；
（2）軌道中電子處于全滿、全空、半滿時較穩定，所以氣態Cu失去一個電子變成結構為[Ar]3d¹⁰的Cu⁺，能量較低，所以Cu的第二電離能相對較大（或氣態Zn失去一個電子變成結構為[Ar]3d¹⁰4s¹的Zn⁺，易再失去一個電子，所以Zn的第二電離能相對較�。�，
故答案為：氣態Cu失去一個電子變成結構為[Ar]3d¹⁰的Cu⁺，能量較低，所以Cu的第二電離能相對較大（或氣態Zn失去一個電子變成結構為[Ar]3d¹⁰4s¹的Zn⁺，易再失去一個電子，所以Zn的第二電離能相對較�。�；
（3）A．同一周期元素從左到右電負性逐漸增大，因此O＞N，一般來說，元素非金屬性越強電負性越小，故A錯誤；
B．CO₂與COS原子總數都為3，價電子總數都為16，故二者互為等電子體，故B正確；
C．NH₃分子中氮原子價層電子對數為4，采用sp³雜化，故C正確；
D．CO、H₂S、HCN的正負電荷中心都不重合，全都是極性分子，故D正確；
故答案為：BCD；
（4）CH₄（含有8個價電子，5個原子）與元素N的一種含氫粒子互為等電子體，元素N的這種含氫粒子的化學式為NH₄⁺，故答案為：NH₄⁺；
（5）由圖可知，晶胞中Ti原子位于體心與頂點上，O原子位于上下兩個面上及體內（有2個），故晶胞中Ti元素數目=1+8×$\frac{1}{8}$=2、O原子數目=2+4×$\frac{1}{2}$=4，故答案為：TiO₂；
（6 ）配位數為6、組成為TiCl₃•6H₂O的綠色晶體，該晶體中兩種配體的物質的量之比為1：5，而晶體中只含有3個Cl^-，所以配體數目多的是H₂O，H₂O和Cl^-比值為5：1，所以該配離子的化學式為：[TiCl（H₂O）₅]Cl₂•H₂O，故答案為：[TiCl（H₂O）₅]Cl₂•H₂O．

點評 本題物質結構與性質，綜合性非常強，涉及核外電子排布式、第一電離能、雜化軌道與微粒結構、化學鍵、晶胞計算、配合物等，難度中等．