Question

8．A、B、C、D、E、F為前四周期的元素．其中，A元素和B元素的原子都有一個未成對電子，A³⁺比B^-少一個電子層，B原子得一個電子后3p軌道全充滿；C原子的p軌道中有3個未成對電子，其氣態氫化物在水中的溶解性在同族元素所形成的氫化物中最大；D的最高化合價與最低化合價代數和為4，其最高價氧化物對應的水化物可以用于制取炸藥和制作鉛蓄電池；E元素的基態原子核外有六種運動狀態的電子；F元素的單質為紅色固體，可通過“濕法冶金”而得．請回答下列問題：
（1）CB₃分子中心原子的雜化類型是sp³．
（2）F元素的原子的外圍電子排布式為3d¹⁰4s¹；如圖所示為F與Au以3：1形成的合金晶胞圖，在圖中的括號內寫出對應的元素符號．
（3）B、D元素最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱：HClO₄＞H₂SO₄（填化學式）．
（4）用導線將A和F的單質做成的電極連接起來，插入到盛有C的最高價氧化物的水化物的濃溶液中構成原電池，試寫出在單質A表面發生反應的電極反應式：2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O．
（5）分子R是由C元素與氫元素形成的18電子分子，R的電子式為．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F為前四周期的元素，其中，A元素和B元素的原子都有一個未成對電子，B原子得一個電子后3p軌道全充滿，則B是Cl元素，A³⁺比B^-少一個電子層，則A是Al元素；C原子的p軌道中有3個未成對電子，則位于第VA族，其氣態氫化物在水中的溶解性在同族元素所形成的氫化物中最大，則C是N元素；D的最高化合價與最低化合價代數和為4，其最高價氧化物對應的水化物可以用于制取炸藥和制作鉛蓄電池，則D是S元素；E元素的基態原子核外有六種運動狀態的電子，有幾種運動狀態的電子則就有幾個電子，則E是C元素；F元素的單質為紫紅色固體，可通過“濕法冶金”而得，則F是Cu元素，據此答題．

解答 解：A、B、C、D、E、F為前四周期的元素，其中，A元素和B元素的原子都有一個未成對電子，B原子得一個電子后3p軌道全充滿，則B是Cl元素，A³⁺比B^-少一個電子層，則A是Al元素；C原子的p軌道中有3個未成對電子，則位于第VA族，其氣態氫化物在水中的溶解性在同族元素所形成的氫化物中最大，則C是N元素；D的最高化合價與最低化合價代數和為4，其最高價氧化物對應的水化物可以用于制取炸藥和制作鉛蓄電池，則D是S元素；E元素的基態原子核外有六種運動狀態的電子，有幾種運動狀態的電子則就有幾個電子，則E是C元素；F元素的單質為紫紅色固體，可通過“濕法冶金”而得，則F是Cu元素，
（1）NCl₃分子中心原子含有3個σ鍵和1個孤電子對，所以N原子的雜化類型是sp³，
故答案為：sp³；
（2）F是Cu元素，銅原子核外有29個電子，3d能級上排列10個電子，4s能級上排列1個電子，所以Cu元素的原子的外圍電子排布式為3d¹⁰4s¹，Cu與Au以3：1形成的合金晶胞圖，利用均攤法得，黑色小球個數=8×$\frac{1}{8}$=1，灰色小球的個數=6×$\frac{1}{2}$，所以黑色小球表示Au原子，灰色小球表示Cu原子，其圖象為，
故答案為：3d¹⁰4s¹；；
（3）同一周期元素中，元素的非金屬性隨著原子序數的增大而增強，所以Cl元素的非金屬性大于S元素，元素的非金屬性越強，其最高價氧化物的水化物酸性越強，所以酸性HClO₄＞H₂SO₄，
故答案為：HClO₄；H₂SO₄；
（4）用導線將Al和Cu的單質做成的電極連接起來，插入到盛有N的最高價氧化物的水化物的濃溶液中構成原電池，銅易失電子而作負極，鋁作正極，正極上硝酸根離子得電子發生還原反應，電極反應式為2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O，
故答案為：2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O；
（5）分子R是由N元素與氫元素形成的18電子分子，R為N₂H₄，R的電子式為，故答案為：．

點評 本題考查較綜合，涉及蓋斯定律、電極反應式的書寫、電子式的書寫等知識點，正確推斷元素是解本題關鍵，易錯點是（4），注意該題中鋁作正極而不是負極，鋁和濃硝酸易產生鈍化現象而導致鋁不易和濃硝酸反應，為易錯點．