Question

9．A、B、C、D、E、F是前四周期原子序數依次增大的六種元素．A元素原子的核外電子數等于其電子層數，B元素基態(tài)原子有三個能級且各能級電子數相同，A與D可形成兩種常見液態(tài)化合物G、H，其原子數之比分別為1：1和2：1，E元素原子的K、L層電子數之和等于其M、N層電子數之和，F(xiàn)被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，可用于制造飛機、火箭、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等領域．請回答下列各題（涉及元素請用相應化學符號表示）：
（1）B、C、D中第一電離最大的元素其基態(tài)原子有3種不同能量的電子．
（2）G分子中D原子的雜化方式為sp³，F(xiàn)²⁺的基態(tài)價電子排布式為3d²．
（3）BA₃^-離子的空間構型為三角錐形，與其互為等電子體的一種陽離子的電子式為．
（4）某化合物晶胞結構如圖所示，E²⁺的配位數是6．
（5）用高能射線照射液態(tài)H時，一個H分子能釋放出一個電子，同時產生一種陽離子．
①釋放出來的電子可以被若干H分子形成的“網”捕獲，你認為H分子間能形成“網”的原因是水分子間存在氫鍵．
②由H分子釋放出電子時產生的一種陽離子具有較強的氧化性，試寫出該陽離子與S0₂的水溶液反應的離子方程式2H₂O⁺+SO₂=4H⁺+SO₄^2-；該陽離子還能與H分子作用生成羥基，經測定此時的H具有酸性，寫出該過程的離子方程式H₂O⁺+H₂O=-OH+H₃O⁺．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F是前四周期原子序數依次增大的六種元素．A元素原子的核外電子數等于其電子層數，中的A為H元素；B元素基態(tài)原子有三個能級且各能級電子數相同，核外電子排布式為1s²2s²2p²，故B為碳元素；A與D可形成兩種常見液態(tài)化合物G、H，其原子數之比分別為1：1和2：1，則D為O元素、G為H₂O₂、H為H₂O；C的原子序數介于碳、氧之間，則C為N元素；E元素原子的K、L層電子數之和等于其M、N層電子數之和，原子核外電子數為（2+8）×2=20，則E為Ca；F被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，可用于制造飛機、火箭、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等領域，則F為Ti，據此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F是前四周期原子序數依次增大的六種元素．A元素原子的核外電子數等于其電子層數，中的A為H元素；B元素基態(tài)原子有三個能級且各能級電子數相同，核外電子排布式為1s²2s²2p²，故B為碳元素；A與D可形成兩種常見液態(tài)化合物G、H，其原子數之比分別為1：1和2：1，則D為O元素、G為H₂O₂、H為H₂O；C的原子序數介于碳、氧之間，則C為N元素；E元素原子的K、L層電子數之和等于其M、N層電子數之和，原子核外電子數為（2+8）×2=20，則E為Ca；F被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，可用于制造飛機、火箭、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等領域，則F為Ti．
（1）C、N、O中第一電離最大的元素為N元素，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p³，有3種不同能量的電子，故答案為：3；
（2）G為H₂O₂，O原子形成2個σ鍵、含有2對孤對電子，雜化軌道數目為sp³，O原子雜化方式為sp³，Ti²⁺的基態(tài)價電子排布式為3d²，
故答案為：sp³；3d²；
（3）CH₃^-離子中C原子孤電子對數=$\frac{4+1-1×3}{2}$1，價層電子對數=3+1=4，故離子的空間構型為三角錐形，與其互為等電子體的一種陽離子為H₃O⁺，電子式為 ，
故答案為：三角錐形；；
（4）某化合物晶胞結構如圖所示，E²⁺位于體心與面心的D^2-離子相鄰，E²⁺配位數是6，
故答案為：6；
（5）用高能射線照射液態(tài)水時，一個水分子能釋放出一個電子，同時產生一種陽離子為H₂O⁺．
①水分子間能形成“網”的原因是：水分子間存在氫鍵，
故答案為：水分子間存在氫鍵；
②由H分子釋放出電子時產生的一種陽離子具有較強的氧化性，該陽離子與SO₂水溶液反應離子方程式為：2H₂O⁺+SO₂=4H⁺+SO₄^2-，該陽離子還能與水分子作用生成羥基，經測定此時的水具有酸性，該過程的離子方程式為H₂O⁺+H₂O=-OH+H₃O⁺，
故答案為：2H₂O⁺+SO₂=4H⁺+SO₄^2-；H₂O⁺+H₂O=-OH+H₃O⁺．

點評 本題是對物質結構與性質的考查，涉及元素推斷、電離能、核外電子排布、雜化方式與空間構型判斷、氫鍵與信息給予題，推斷元素是解題關鍵，是對學生綜合能力的考查，難度中等．