Question

[化學(xué)-選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]原子序數(shù)小于36的A、B 兩種元素，它們同周期且同族，B的原子序數(shù)比A大 1，B元素的常見價(jià)態(tài)為+2、+3 價(jià)．用 A、B 元素的化合物做了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)．

實(shí)驗(yàn)Ⅰ	A（OH）3 鹽酸  棕黃色溶液（滴入KSCN溶液變紅）
實(shí)驗(yàn)Ⅱ	B（OH）3 鹽酸 產(chǎn)生氣體（使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍(lán)）

回答下列問題：
（1）A³⁺的價(jià)電子排布式是

 

；
（2）B 元素位于元素周期表中第

 

周期，

 

第族；
（3）實(shí)驗(yàn)Ⅱ中B（OH）₃與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；
（4）ASO₄?7H₂O是一種淡綠色的晶體，其中SO₄^2-立體構(gòu)型是

 

，硫原子的雜化軌道類型是

 

；
（5）單質(zhì)B的晶體堆積方式為鎂型（hcp），每個(gè)晶胞中含有B原子

 

個(gè)；
（6）A 的某種氧化物（AO）的晶體結(jié)構(gòu)與 NaCl晶體相似，其密度為a g/cm³，晶胞的邊長為

 

cm （只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)為 N_A ）．

Answer 1

分析：A（OH）₃與鹽酸反應(yīng)，溶液呈棕黃色溶液，滴入KSCN溶液變紅，則溶液含有Fe³⁺，故A為Fe元素，B的原子序數(shù)比A大1，則B為Co元素，
（1）Fe為26號(hào)元素，鐵原子失去4s能級(jí)2個(gè)電子、3d能級(jí)1個(gè)電子形成Fe³⁺；
（2）B為Co元素，處于第四周期Ⅷ族；
（3）B（OH）₃與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生氣體使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍(lán)，有氯氣生成，由Co常見價(jià)態(tài)為+2、+3價(jià)，結(jié)合電子轉(zhuǎn)移守恒可知還生成CoCl₂，由質(zhì)量守恒定律可知有水生成；
（4）計(jì)算SO₄^2-中心原子S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)與孤對(duì)電子數(shù)，據(jù)此確定空間結(jié)構(gòu)與S原子雜化方式；
（5）單質(zhì)Co的晶體堆積方式為鎂型，屬于六方緊密堆積，晶胞內(nèi)部含有3個(gè)原子，頂點(diǎn)原子為6個(gè)晶胞共用，有12個(gè)頂點(diǎn)，上下面心各有1個(gè)原子為2個(gè)晶胞共用，利用均攤法計(jì)算；
（6）氧化物FeO的晶體結(jié)構(gòu)與 NaCl晶體相似，晶胞中含有4個(gè)Fe原子、4個(gè)O氧原子，根據(jù)FeO的摩爾質(zhì)量計(jì)算晶胞的質(zhì)量，令棱長為d cm，則m（晶胞）=ρd³，據(jù)此計(jì)算．

解答：解：A（OH）₃與鹽酸反應(yīng)，溶液呈棕黃色溶液，滴入KSCN溶液變紅，則溶液含有Fe³⁺，故A為Fe元素，B的原子序數(shù)比A大1，則B為Co元素，
（1）Fe為26號(hào)元素，外圍電子排布為3p⁶3d⁶4s²，鐵原子失去4s能級(jí)2個(gè)電子、3d能級(jí)1個(gè)電子形成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺的價(jià)電子排布式是3d⁵，
故答案為：3d⁵；
（2）B為Co元素，處于第四周期Ⅷ族，
故答案為：四；Ⅷ；
（3）B（OH）₃與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生氣體使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍(lán)，有氯氣生成，由Co常見價(jià)態(tài)為+2、+3價(jià)，結(jié)合電子轉(zhuǎn)移守恒可知還生成CoCl₂，由質(zhì)量守恒定律可知有水生成，反應(yīng)方程式為：2Co（OH）₃+6HCl═2CoCl₂+Cl₂↑+6H₂O，
故答案為：2Co（OH）₃+6HCl═2CoCl₂+Cl₂↑+6H₂O；
（4）SO₄^2-中心原子S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4+

6+2-4×2

2

=4，孤對(duì)電子數(shù)為0，SO₄^2-為正四面體型，S原子采取sp³雜化，
故答案為：正四面體；sp³；
（5）單質(zhì)Co的晶體堆積方式為鎂型，屬于六方緊密堆積，晶胞內(nèi)部含有3個(gè)原子，頂點(diǎn)原子為6個(gè)晶胞共用，有12個(gè)頂點(diǎn)，上下面心各有1個(gè)原子為2個(gè)晶胞共用，共用晶胞含有原子數(shù)目為3+12×

1

2

+2×

1

2

=6，
故答案為：6；
（6）氧化物FeO的晶體結(jié)構(gòu)與 NaCl晶體相似，晶胞中含有4個(gè)Fe原子、4個(gè)O氧原子，F(xiàn)eO的摩爾質(zhì)量為72g/mol，故晶胞的質(zhì)量為4×

72

NA

g，令棱長為d cm，
則為4×

72

NA

g=a g/cm³×d³ cm³，
解得d=

3	288 aNA

，
故答案為：

3	288 aNA

．

點(diǎn)評(píng)：本題屬于物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合題目，側(cè)重主干知識(shí)的考查，（5）（6）為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，需要學(xué)生對(duì)課本晶胞結(jié)構(gòu)熟練掌握，具有一定的空間想象能力，難度較大．