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(2011?西安模擬)[化學一選修物質結構與性質]
A、B、C、D、E都是短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大,B、C同周期,A、D同主族,E的單質既可溶于稀硫酸又可溶于氫氧化鈉溶液.a、b能形成兩種在常溫下呈液態(tài)的化合物甲和乙,原子個數(shù)比分別為2:1和1:1.根據(jù)以上信息回答下列1-3問:
(1)C和D的離子中,半徑較小的是
Na+
Na+
 (填離子符號).
(2)實驗室在測定C的氣態(tài)氫化物的相對分子質量時,發(fā)現(xiàn)實際測定值比理論值大出許多,其原因是
由于HF中含有氫鍵相結合的聚合氟化氫分子(HF)n
由于HF中含有氫鍵相結合的聚合氟化氫分子(HF)n

(3)C、D、E可組成離子化合物DxE6其晶胞(晶胞是在晶體中具有代表性的最小重復單元)結構如圖所示,陽離子D+(用0表示)位于正方體的棱的中點和正方體內部;陰離子EC6x-(用示)位于該正方體的頂點和面心,該化合物的化學式是
Na3AlF6
Na3AlF6


(4)Mn、Fe均為第四周期過渡元素,兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表:
元素 Mn Fe
電離
能/kJ?mol-1
1 717 759
2 1509 1561
3 3248 2957
回答下列問題:
Mn元素價電子層的電子排布式為
3d54s2
3d54s2
,比較兩元素的I2J3可知,氣態(tài)Mn2+再失去一個電子比氣態(tài)Fe2+再失去一個電子難.對此的解釋是
由Mn2+轉化為Mn3+時,3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉為不穩(wěn)定的3d4狀態(tài)需要的能量較多;而Fe2+到Fe3+時,3d能級由不穩(wěn)定的3d6到穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài),需要的能量相對要少
由Mn2+轉化為Mn3+時,3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉為不穩(wěn)定的3d4狀態(tài)需要的能量較多;而Fe2+到Fe3+時,3d能級由不穩(wěn)定的3d6到穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài),需要的能量相對要少
;
(5)Fe原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道而能與一些分子或離子形成配合物.
①與Fe原子或離子形成配合物的分子或離子應具備的結構特征是
具有弧對電子
具有弧對電子

②六氰合亞鐵離子(Fe(CN)64-)中的配體CN-中c原子的雜化軌遣類型是
sp
sp
;
寫出一種與CN-互為等電子體的單質分子的路易斯結構式
N≡N
N≡N
分析:A、B、C、D、E都是短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大,E的單質既可溶于稀硫酸又可溶于氫氧化鈉溶液,則E為鋁元素;A、B能形成兩種在常溫下呈液態(tài)的化合物甲和乙,原子個數(shù)比分別為2:1和1:1,甲為H2O2,乙為H2O,則A為氫元素,B為氧元素.A、D同主族,D原子序數(shù)大于氧元素小于鋁元素,故D為鈉元素;B、C同周期,C原子序數(shù)大于氧元素,故C為氟元素.
(1)電子層結構相同,核電荷數(shù)越大,離子半徑越。
(2)HF中含有氫鍵相結合的聚合氟化氫分子(HF)n.
(3)根據(jù)均攤法計算.
(4)Mn元素為25號元素,根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫,價電子層的電子排布式.
由Mn2+轉化為Mn3+時,3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉為不穩(wěn)定的3d4狀態(tài);而Fe2+到Fe3+時,3d能級由不穩(wěn)定的3d6到穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài).
(5)①形成配位鍵具備中心離子具有能量相近的空軌道,配體具有弧對電子.
②配體CN-中C原子有1對孤對電子對,碳原子與氮原子之間形成C≡N,雜化軌道數(shù)為2.與CN-互為等電子體的單質分子有N2等,氮氣中氮原子之間形成3對共用電子對.
解答:解:A、B、C、D、E都是短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大,E的單質既可溶于稀硫酸又可溶于氫氧化鈉溶液,則E為鋁元素;A、B能形成兩種在常溫下呈液態(tài)的化合物甲和乙,原子個數(shù)比分別為2:1和1:1,甲為H2O2,乙為H2O,則A為氫元素,B為氧元素.A、D同主族,D原子序數(shù)大于氧元素小于鋁元素,故D為鈉元素;B、C同周期,C原子序數(shù)大于氧元素,故C為氟元素.
故A為氫元素,B為氧元素,C為氟元素、D為鈉元素,E為鋁元素;
(1)C為氟元素、D為鈉元素,F(xiàn)-與Na+電子層結構相同,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,所以離子半徑F->Na+,半徑較小的是Na+
故答案為:Na+
(2)C為氟元素,C的氣態(tài)氫化物為HF,由于HF中含有氫鍵相結合的聚合氟化氫分子(HF)n,反應實驗室在測定C的氣態(tài)氫化物的相對分子質量時,發(fā)現(xiàn)實際測定值比理論值大出許多.
故答案為:由于HF中含有氫鍵相結合的聚合氟化氫分子(HF)n.
(3)C為氟元素、D為鈉元素,E為鋁元素,由晶胞結構可知
1
8
晶胞中,Na+數(shù)目為1+4×
1
8
=1.5,陰離子AlF6x-為4×
1
8
=0.5,根據(jù)電荷守恒可知,1.5=0.5x,所以x=3,所以化學式為Na3AlF6
故答案為:Na3AlF6
(4)Mn元素為25號元素,核外電子排布式為[Ar]3d54s2,所以價層電子排布式為3d54s2;由Mn2+轉化為Mn3+時,3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉為不穩(wěn)定的3d4狀態(tài)需要的能量較多;而Fe2+到Fe3+時,3d能級由不穩(wěn)定的3d6到穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài),需要的能量相對要少.
故答案為:3d54s2;由Mn2+轉化為Mn3+時,3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉為不穩(wěn)定的3d4狀態(tài)需要的能量較多;而Fe2+到Fe3+時,3d能級由不穩(wěn)定的3d6到穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài),需要的能量相對要少.
(5)Fe原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道而能與一些分子或離子形成配合物.
①與Fe原子或離子形成配合物的分子或離子應具有弧對電子.
故答案為:具有弧對電子.
②六氰合亞鐵離子(Fe(CN)64-)中的配體CN-中C原子有1對孤對電子對,碳原子與氮原子之間形成C≡N,雜化軌道數(shù)為2,碳原子的雜化為sp.與CN-互為等電子體的單質分子有N2等,路易斯結構式 N≡N.
故答案為:sp;N≡N.
點評:題目綜合性較大,涉及結構性質與位置關系、元素周期律、晶體結構、化學鍵等,難度較大,是對所學知識的綜合考查與學生能力的考查,注意基礎知識的全面掌握.
練習冊系列答案
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離子鍵、非極性鍵
,(填“離子鍵”、“極性鍵”或“非極性鍵”)E的電子式

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Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
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4AlCl3+6Na2O2+6H2O=4Al(OH)3↓+12NaCl+3O2
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NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl
NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl
;
(2)X是
CO2
CO2
,Y是
NH3
NH3
 (填化學式);
(3)Z中除了溶解的氨氣、食鹽外,其它溶質還有
Na2CO3、NH4Cl
Na2CO3、NH4Cl
;排出液中的溶質除了氫氧化鈣外,還有
CaCl2、NaCl
CaCl2、NaCl

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不需要
不需要
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CaCO3+2NaCl═Na2CO3+CaCl2
CaCO3+2NaCl═Na2CO3+CaCl2
;
(5)根據(jù)聯(lián)堿法中從母液中提取氯化銨晶體的過程推測,所得結論正確是
b
b
;
a.常溫時氯化銨的溶解度比氯化鈉小
b.通入氨氣目的是使氯化銨更多析出
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94.3%
94.3%
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不產生無用的CaCl2或提高了食鹽的轉化率等
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?

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