Question

6．已知A、B、C、D、E、W六种元素的原子序数依次递增，都位于前四周期．其中A、D原子的最外层电子数均等于其周期序数，且D原子的电子层数是A的3倍；B原子核外电子有6种不同的运动状态，且s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；C原子L层上有2对成对电子．E有“生物金属”之称，E4+离子和氩原子的核外电子排布相同；W位于周期表中第8列，请回答：
（1）BA₂C分子中B原子的杂化方式为sp²杂化，BA₂C分子的空间构型为平面三角形．
（2）写出与BC₂分子互为等电子体的一种分子的化学式N₂O或CS₂．BC₂在高温高压下所形成晶体的晶胞如右图l所示．则该晶体的类型属于原子晶体（选填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”）；
（3）经光谱测定证实单质D与强碱溶液反应有[D（OH）₄]^-生成，则[D（OH）₄]^-中存在abc．
a．共价键    b．配位键    c．σ键    d．π键
（4）“生物金属”E内部原子的堆积方式与铜相同，都是面心立方堆积方式，如右图2所示．则晶胞中E原子的配位数为12；若该晶胞的密度为p g．cm^-3，阿伏加德罗常数为N_A，E原子的摩尔质量为Mrg．mol^-1，则该晶胞的棱长为$\root{3}{\frac{4Mr}{p{N}_{A}}}$   cm．
（5）W元素应用非常广泛，如果人体内W元素的含量偏低，则会影响O₂在体内的正常运输．已知W2+与KCN溶液反应得W（CN）₂沉淀，当加入过量KCN溶液时沉淀溶解，生成配合物，其配离子结构如图3所示．
①W元素基态原子价电子排布式为3d⁶4s²．
②写出W （CN）₂溶于过量KCN溶液的化学方程式Fe（CN）₂+4KCN=K₄[Fe（CN）₆]．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、W六种元素的原子序数依次递增，都位于前四周期．其中A、D原子的最外层电子数均等于其周期序数，且D原子的电子层数是A的3倍，只能是A处于第一周期、D处于第三周期，则A为H元素，D为Al；B原子核外电子有6种不同的运动状态，则B为碳元素；C原子L层上有2对成对电子，核外电子排布为1s²2s²2p⁴，故C为O元素；E有“生物金属”之称，E⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同，原子核外电子数为18+4=22，则E为Ti；W位于周期表中第8列，则W为Fe，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、W六种元素的原子序数依次递增，都位于前四周期．其中A、D原子的最外层电子数均等于其周期序数，且D原子的电子层数是A的3倍，只能是A处于第一周期、D处于第三周期，则A为H元素，D为Al；B原子核外电子有6种不同的运动状态，则B为碳元素；C原子L层上有2对成对电子，核外电子排布为1s²2s²2p⁴，故C为O元素；E有“生物金属”之称，E⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同，原子核外电子数为18+4=22，则E为Ti；W位于周期表中第8列，则W为Fe，
（1）CH₂O分子为甲醛，分子中C原子形成3个σ键、没有孤电子对，故C原子采取sp²杂化，杂化轨道全部用于成键，为平面三角形结构，
故答案为：sp²杂化；平面三角形；
（2）与CO₂分子互为等电子体的一种分子为N₂O或CS₂，CO₂在高温高压下所形成晶体，由其晶胞结构可知晶胞中白色球数目为4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8，黑色球数目为16，故白色球为C元素、黑色球为O原子，每个碳原子周围有4个氧原子，每个氧原子周围有2个碳原子，晶体中不存在CO₂分子，故在高温高压下所形成的晶体为原子晶体，
故答案为：N₂O或CS₂；原子；
（3）[Al（OH）₄]^-中铝离子与氢氧根离子之间存在配位键、氢氧根离子中氧原子与氢原子之间形成共价键，属于σ键，离子中没有π键，
故选：abc；
（4）“生物金属”Ti内部原子的堆积方式是面心立方堆积，以顶点原子研究，与之相邻的原子位于面心，每个顶点原子为12面共用，故则晶胞中E原子的配位数为12；
晶胞中Ti原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞质量为4×$\frac{Mr}{{N}_{A}}$g，若该晶胞的密度为p g．cm^-3，则晶胞棱长=$\root{3}{\frac{4×\frac{Mr}{{N}_{A}}g}{pg/c{m}^{3}}}$=$\root{3}{\frac{4Mr}{p{N}_{A}}}$cm，
故答案为：12；$\root{3}{\frac{4Mr}{p{N}_{A}}}$；
（5）W元素应用非常广泛，如果人体内W元素的含量偏低，则会影响O₂在体内的正常运输．已知W2+与KCN溶液反应得W（CN）₂沉淀，当加入过量KCN溶液时沉淀溶解，生成配合物，其配离子结构如图3所示．
①W为Fe元素，核外电子数为26，基态原子价电子排布式为3d⁶4s²，
故答案为：3d⁶4s²；
②Fe（CN）₂溶于过量KCN溶液生成[Fe（CN）₆]^4-配离子，化学方程式为：Fe（CN）₂+4KCN=K₄[Fe（CN）₆]，
故答案为：Fe（CN）₂+4KCN=K₄[Fe（CN）₆]．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及杂化轨道、分子构型、等电子体、晶胞结构与计算、化学键等，需要学生具备扎实的基础与迁移运用能力，难度中等．