Question

6．X、Z、Q、R、T為前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大．X和Q屬同族元素，X和R可形成化合物XR₄；R₂為黃綠色氣體；Z與X同周期且基態(tài)原子的s軌道和p軌道的電子總數(shù)相等；T²⁺的3d 軌道中有5個電子．請回答下列問題：
（1）Z基態(tài)原子的電子排布式是1s²2s²2p⁴；Z所在周期元素中，最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性最強的是HNO₃（填化學式）．
（2）利用價層電子對互斥理論判斷 RZ₃^-的立體構(gòu)型是三角錐形；RZ₃^-的中心原子的雜化軌道類型為sp³ 雜化．
（3）X和Q元素形成的某種化合物晶胞如圖所示，其中白球所代表的原子的配位數(shù)為4．
（4）水中T含量超標，容易使?jié)嵕吆鸵挛锶旧�．RZ₂可以用來除去水中超標的T²⁺，生成黑色沉淀TZ₂，當消耗0.2molRZ₂時，共轉(zhuǎn)移了1mol電子，則反應(yīng)的離子方程式為2ClO₂+5Mn²⁺+6H₂O=5MnO₂↓+2Cl^-+12H⁺．

Answer 1

分析 X、Z、Q、R、T為前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大，R₂為黃綠色氣體，則R為Cl；X和R可形成化合物XR₄，則X為+4價，處于IVA族，X和Q屬同族元素，可推知X為C元素、Q為Si；Z與X同周期且基態(tài)原子的s軌道和p軌道的電子總數(shù)相等，核外電子排布為1s²2s²2p⁴，故Z為O元素；T²⁺的3d 軌道中有5個電子，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，則T為Mn，據(jù)此解答．

解答 解：X、Z、Q、R、T為前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大，R₂為黃綠色氣體，則R為Cl；X和R可形成化合物XR₄，則X為+4價，處于IVA族，X和Q屬同族元素，可推知X為C元素、Q為Si；Z與X同周期且基態(tài)原子的s軌道和p軌道的電子總數(shù)相等，核外電子排布為1s²2s²2p⁴，故Z為O元素；T²⁺的3d 軌道中有5個電子，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，則T為Mn．
（1）Z基態(tài)原子的電子排布式是1s²2s²2p⁴，Z所在周期元素中，最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性最強的是HNO₃，
故答案為：1s²2s²2p⁴；HNO₃；
（2）ClO₃^-離子中Cl原子孤電子對數(shù)=$\frac{7+1-2×3}{2}$=1，價層電子對數(shù)為3+1=4，則ClO₃^-立體構(gòu)型是三角錐形，ClO₃^-的中心原子的雜化軌道類型為sp³ 雜化，
故答案為：三角錐形；sp³ 雜化；
（3）C和Si元素形成的某種化合物晶胞中，黑色球數(shù)目為4，白色球數(shù)目為1×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，原子數(shù)目之比為1：1，黑色球配位數(shù)為4，則白色球配位數(shù)也是4，
故答案為：4；
（4）水中T含量超標，容易使?jié)嵕吆鸵挛锶旧�．ClO₂可以用來除去水中超標的Mn²⁺，生成黑色沉淀MnO₂，當消耗0.2molClO₂時，共轉(zhuǎn)移了1mol電子，令Cl元素在還原產(chǎn)物中化合價為a，則0.2mol×（4-a）=1mol，解得a=-1，故還原得到Cl^-，由電荷守恒可知，還得到H⁺，則反應(yīng)的離子方程式為：2ClO₂+5Mn²⁺+6H₂O=5MnO₂↓+2Cl^-+12H⁺，
故答案為：2ClO₂+5Mn²⁺+6H₂O=5MnO₂↓+2Cl^-+12H⁺．

點評 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用、核外電子排布、空間構(gòu)型與雜化方式判斷、晶胞計算、氧化還原反應(yīng)等，題目比較綜合，側(cè)重考查學生對知識的遷移運用能力，難度中等．