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7.已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增大.其中基态A原子价电子排布式为nsnnpn+1;化合物B2E为离子化合物,E原子核外的M层中只有两对成对电子;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D单质常用于制作太阳能电池和集成电路芯片;F原子最外层电子数与B的相同,其余各内层轨道均充满电子.请根据以上信息,回答下列问题(答题时,A、B、C、D、E、F用所对应的元素符号表示):
(1)A、B、E的第一电离能由小到大的顺序为Na<S<N.
(2)氢化物A2H4分子中A原子采取sp2杂化.
(3)按原子的外围电子排布分区,元素F在ds区,二价阳离子F2+与过量的A的简单氢化物的水溶液反应的离子方程式为Cu2++4NH3•H2O=[Cu(NH34]2++4H2O.
(4)元素A和C可形成一种新型化合物材料,其晶体具有很高的硬度和熔点,其化合物中所含的化学键类型为共价键.
(5)A、F形成某种化合物的晶胞结构如右图所示的立方晶胞(其中A显-3价,每个球均表示1个原子),则其化学式为Cu3N.设阿伏伽德罗常数为NA,距离最近的两个F原子的核间距为a cm,则该化合物的晶胞密度为(用含a和NA的代数式表示)$\frac{103\sqrt{2}}{2{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm3

分析 A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增大.其中基态A原子价电子排布式为nsnnpn+1,而n=2,则A为N元素;E原子核外的M层中只有两对成对电子,外围电子排布为3s23p4,则E为S元素;化合物B2E为离子化合物,B表现+1价,原子序数大于碳、小于硫,则B为Na;C元素是地壳中含量最高的金属元素,则C为Al;D单质常用于制作太阳能电池和集成电路芯片,则D为Si;F原子最外层电子数与B的相同,其余各内层轨道均充满电子,原子序数大于硫,处于第四周期,核外电子数为2+8+18+1=19,则F为Cu.

解答 解:A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增大.其中基态A原子价电子排布式为nsnnpn+1,而n=2,则A为N元素;E原子核外的M层中只有两对成对电子,外围电子排布为3s23p4,则E为S元素;化合物B2E为离子化合物,B表现+1价,原子序数大于碳、小于硫,则B为Na;C元素是地壳中含量最高的金属元素,则C为Al;D单质常用于制作太阳能电池和集成电路芯片,则D为Si;F原子最外层电子数与B的相同,其余各内层轨道均充满电子,原子序数大于硫,处于第四周期,核外电子数为2+8+18+1=19,则F为Cu.
(1)N元素2p能级为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,同主族自上而下第一电离能减小,故第一电离能:Na<S<N,
故答案为:Na<S<N;
(2)氢化物N2H4分子N原子形成2个N-H键、1个N-N键,还含有1对孤对电子,故N原子采取sp2 杂化,
故答案为:sp2
(3)按原子的外围电子排布分区,元素Cu在ds区,二价阳离子Cu2+与过量的氨气水溶液反应的离子方程式为:Cu2++4NH3•H2O=[Cu(NH34]2++4H2O,
故答案为:ds;Cu2++4NH3•H2O=[Cu(NH34]2++4H2O;
(4)元素N和Al可形成一种新型化合物材料,其晶体具有很高的硬度和熔点,该化合物属于原子晶体,其化合物中所含的化学键类型为:共价键,
故答案为:共价键;
(5)A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示的立方晶胞(其中A显-3价,每个球均表示1个原子),
晶胞中小黑色球数目为8×$\frac{1}{8}$=1,大灰色球数目为12×$\frac{1}{4}$=3,其中N显-3价,则小黑色球为N原子、大灰色球为Cu,则其化学式为Cu3N;
设阿伏伽德罗常数为NA,晶胞质量为$\frac{64×3+14}{{N}_{A}}$g,距离最近的两个Cu原子的核间距为a cm,则晶胞棱长为$\frac{\sqrt{2}}{2}$acm×2=$\sqrt{2}$acm,
则该化合物的晶胞密度为:$\frac{\frac{64×3+14}{{N}_{A}}g}{({\sqrt{2acm})}^{3}}$=$\frac{103\sqrt{2}}{2{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm3
故答案为:Cu3N;$\frac{103\sqrt{2}}{2{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm3

点评 本题考查了位置、结构与性质关系的综合应用,题目难度中等,涉及核外电子排布、电离能、杂化方式、配合物、晶体类型与性质、晶胞计算等知识,明确原子结构与元素周期律、元素周期表的关系为解答关键,试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力.

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①研究沉淀物组成前,须将沉淀从溶液中分离并净化;
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b.关闭K1、K3,打开K2、K4,充分反应;
c.再通入过量空气时,活塞处于打开的为K1、K4,关闭的为K2、K3
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