Question

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A、B、C、D、E为不同主族的元素．A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍，B的电负性大于C，透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色，F的基态原子中有4个未成对电子．
（1）基态的F³⁺核外电子排布式是______．
（2）B的气态氢化物在水中的溶解度远大于A、C的气态氢化物，原因是______．
（3）化合物FD₃是棕色固体、易潮解、100℃左右时升华，它的晶体类型是______；化合物ECAB中的阴离子与AC₂互为等电子体，该阴离子的电子式是______．
（4）FD₃与ECAB溶液混合，得到含多种配合物的血红色溶液，其中配位数为5的配合物的化学式是______．
（5）化合物EF[F（AB）₆]是一种蓝色晶体，如图甲表示其晶胞的（E⁺未画出）．该蓝色晶体的一个晶胞中E⁺的个数为______．
（6）ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛．立方ZnS晶体结构如图乙所示，其晶胞边长为540.0pm，密度为______（列式并计算），a位置S^2-离子与b位置Zn²⁺离子之间的距离为______

Answer 1

【答案】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A、B、C、D、E为不同主族的元素．A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍，则A是C元素，C是S元素，透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色，E是K元素，D的原子序数介于S与K元素之间，故D为Cl元素，B的电负性大于C，且B的原子序数小于C，属于不同主族，所以B是N元素，F位于第四周期，基态原子中有4个未成对电子，外围电子排布为3d⁶4s²，则F是Fe元素．
（1）根据基态离子的核外电子排布式的书写规则书写，注意原子失去电子的顺序是从最外层到里层；
（2）氢键的存在影响物质的熔沸点和溶解性；
（3）分子晶体的熔沸点较低，根据物质的熔沸点确定晶体类型，化合物ECAB中的阴离子是SCN^-，AC₂是CS₂，根据二硫化碳的电子式写出硫氰根离子的电子式；
（4）氯化铁和硫氰化钾溶液混合生成络合物，根据化合物中化合价的代数和为0写出该化学式；  
（5）化合物EF[F（AB）₆]是KFe[Fe（CN）₆]，利用均摊法计算一个晶胞的中含有的离子，结合化学式确定钾离子个数；
（6）利用均摊法计算晶胞中含有的硫原子和锌原子，根据ρ=计算密度，每个黑色小球连接4个白色小球，构成正四面体结构，白球和黑球之间的夹角为109°28′，两个白球之间的距离=270pm，根据余弦定理计算白球和黑球之间的距离．
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A、B、C、D、E为不同主族的元素．A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍，则A是C元素，C是S元素，透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色，E是K元素，D的原子序数介于S与K元素之间，故D为Cl元素，B的电负性大于C，且B的原子序数小于C，属于不同主族，所以B是N元素，F位于第四周期，基态原子中有4个未成对电子，外围电子排布为3d⁶4s²，则F是Fe元素．
（1）铁离子的核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；
（2）N、O、F原子易形成氢键，氢键的存在影响物质的熔沸点和溶解性，所以NH₃与H₂O分子间存在氢键，其它分子与H₂O分子间不存在氢键，所以氨气的溶解性大；
故答案为：NH₃与H₂O分子间存在氢键，其他分子与H₂O分子间不存在氢键；
（3）氯化铁的熔点较低，为分子晶体，把二硫化碳分子中的一个硫原子换成N原子，则硫氰根离子的电子式为
[]^-；
故答案为：分子晶体，[]^-；
（4）硫氰根离子的化合价为-1价，铁离子的化合价为+3价，钾离子的化合价为+1价，化合物中化合价的代数和为0，且配位数是5，所以钾离子的个数是2，铁离子的个数是1，其化学式为K₂Fe（SCN）₅；
故答案为：K₂Fe（SCN）₅；
（5）晶胞的（E⁺未画出）中，亚铁离子个数=4×，铁离子个数=4×，CN^-离子个数=12×，所以晶胞中亚铁离子个数是=4，铁离子个数是=4，CN^-离子个数=3×8=24，化合物EF[F（AB）₆]是
KFe[Fe（CN）₆]，根据各离子的个数比知，晶胞中钾离子个数是4；
故答案为：4；
（6）黑球全部在晶胞内部，该晶胞中含有黑球个数是4，白球个数=，ρ==
=4.1g/（cm）³，每个黑色小球连接4个白色小球，构成正四面体结构，白球和黑球之间的夹角为109°28′，两个白球之间的距离=270pm，设S^2-离子与Zn²⁺离子之间的距离为x，2x²-2x²cos109°28′=（270）²，x==pm；
故答案为：4.1g/（cm）³，pm．
点评：本题考查了核外电子的排布、晶胞的计算等知识点，难度较大，会利用均摊法计算晶胞中含有的离子，注意运用余弦定理计算硫离子和锌离子之间的距离，为难点．