Question

20．已知A、B、C、D四種短周期元素的核電荷數依次增大．A原子s軌道電子數是p軌道電子數的兩倍，C原子的L能層中有兩對成對電子，C、D同主族． E、F是第四周期元素，且E位于周期表中ds區，F原子核外有33種不同運動狀態的電子．根據以上信息用相應的元素符號填空：
（1）E⁺核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，FC₄^3-離子的空間構型為正四面體，與其互為等電子體的一種有機分子為CCl₄（填化學式）．
（2）B元素所在周期第一電離能最大的元素是Be（填元素符號）．
（3）D所在周期元素最高價氧化物對應的水化物中，酸性最強的是HClO₄（填化學式）；能導電的A單質與B、D、E的單質形成的晶體相比較，熔點由高到低的排列順序是C＞Cu＞S＞N₂（填化學式）．
（4）已知EDC₄溶液中滴入氨基乙酸鈉（H₂N-CH₂-COONa）即可得到配合物A．其結構如圖所示：
①配合物A中碳原子的軌道雜化類型為sp³、sp² ．
②1mol氨基乙酸鈉（H₂N-CH₂-COONa）含有σ鍵的數目為8×6.02×10²³．
（5）化合物F₂C₃常用于標定未知濃度的酸性KMnO₄溶液，反應生成F的最高價含氧酸，該反應的離子方程式是5As₂O₃+4MnO₄^-+9H₂O+12H⁺═10H₃AsO₄+4Mn²⁺．

Answer 1

分析 A、B、C、D四種短周期元素的核電荷數依次增大，A原子s軌道電子數是p軌道電子數的兩倍，原子核外電子排布為1s²2s²2p²，則A為碳元素；C原子的L能層中有兩對成對電子，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，則C為O元素；B的原子序數介于碳、氧之間，則B為N元素；C、D同主族，則D為S元素； E、F是第四周期元素，且E位于周期表中ds區，結合（1）可以形成E⁺，則E為Cu；F原子核外有33種不同運動狀態的電子，則F為As．

解答 解：A、B、C、D四種短周期元素的核電荷數依次增大，A原子s軌道電子數是p軌道電子數的兩倍，原子核外電子排布為1s²2s²2p²，則A為碳元素；C原子的L能層中有兩對成對電子，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，則C為O元素；B的原子序數介于碳、氧之間，則B為N元素；C、D同主族，則D為S元素； E、F是第四周期元素，且E位于周期表中ds區，結合（1）可以形成E⁺，則E為Cu；F原子核外有33種不同運動狀態的電子，則F為As．
（1）Cu⁺核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，AsO₄^3-離子中As原子孤電子對數=$\frac{5+3-2×4}{2}$=0，價層電子對數4+0=4，故為正四面體構型，與其互為等電子體的一種有機分子為CCl₄，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；正四面體；CCl₄；
（2）N元素所在周期第一電離能最大的元素是Ne，故答案為：Ne；
（3）S所在周期元素最高價氧化物對應的水化物中，酸性最強的是HClO₄；能導電的A單質為石墨，屬于混合晶體，沸點很高，氮氣常溫下為氣體，硫為分子晶體，沸點比較低，Cu為金屬晶體，沸點比硫單質高，熔點由高到低的排列順序是C＞Cu＞S＞N₂，
故答案為：HClO₄；C＞Cu＞S＞N₂；
（4）①亞甲基中C原子形成4個σ鍵、C=O中C原子形成3個σ鍵，均沒有孤對電子，碳原子的軌道雜化類型為sp³、sp² ，故答案為：sp³、sp² ；
②1mol氨基乙酸鈉（H₂N-CH₂-COONa）含有8molσ鍵，即含有8×6.02×10²³個σ鍵，
故答案為：8×6.02×10²³；
（5）化合物As₂O₃常用于標定未知濃度的酸性KMnO₄溶液，反應生成H₃AsO₄，該反應的離子方程式是：5As₂O₃+4MnO₄^-+9H₂O+12H⁺═10H₃AsO₄+4Mn²⁺，
故答案為：5As₂O₃+4MnO₄^-+9H₂O+12H⁺═10H₃AsO₄+4Mn²⁺．

點評 本題是對物質結構與性質的考查，涉及核外電子排布、雜化方式與空間構型判斷、電離能、等電子體、晶體類型與熔沸點、化學鍵等，推斷元素是解題關鍵，（2）為易錯點，學生容易忽略稀有氣體，（3）中熔沸點比較基本屬于識記問題，需要學生熟練掌握基礎知識．