Question

19．鈷（Co）是一種重要的戰(zhàn)略金屬，鈷及其合金廣泛應(yīng)用于電機(jī)、機(jī)械、化工、航空和航天等領(lǐng)域．鈷在化合物中通常以+2、+3的形式存在．
（1）寫出基態(tài)Co原子的價電子排布式3d⁷4s²；
（2）Co的一種氧化物的晶胞如右圖所示，則該氧化物的化學(xué)式為CoO，在該晶體中與一個氧離子等距離且最近的Co離子所形成的空間構(gòu)型為正八面體；
（3）Co²⁺、Co³⁺都能與CN^-形成配位數(shù)為6的配離子．CN^-中碳原子的雜化方式為sp，1molHCN分子中σ鍵的數(shù)目為2N_A；
（4）用KCN處理含Co²⁺的鹽溶液，有紅色的Co（CN）₂析出，將它溶于過量的KCN溶液后，可生成紫色的^4-，該配離子是一種相當(dāng)強(qiáng)的還原劑，在加熱時能與水反應(yīng)生成^3-，寫出該反應(yīng)的離子方程式：2[Co（CN）₆]^4-+2H₂O═2[Co（CN）₆]^3-+H₂↑+2OH^-．

Answer 1

分析 （1）Co是27號元素，核外電子數(shù)為27，根據(jù)構(gòu)造原理書寫核外電子排布式；
（2）根據(jù)均攤法計算晶胞中Co、O原子數(shù)目，據(jù)此書寫化學(xué)式；以體心的O原子研究，與之最近等距離且最近的Co離子位于面心上；
（3）計算CN^-中碳原子的價層電子對數(shù)與孤電子對數(shù)，據(jù)此判斷雜化方式；HCN分子中C原子與H原子之間形成C-H單鍵、與N原子之間形成C≡N三鍵；
（4）[Co（CN）₆]^4-具有強(qiáng)還原性，能與水反應(yīng)生成[Co（CN）₆]^3-與氫氣，根據(jù)原子守恒與電荷守恒可知還有OH^-生成．

解答 解：（1）Co是27號元素，核外電子數(shù)為27，其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，價電子排布式為3d⁷4s²，故答案為：3d⁷4s²；
（2）晶胞中Co原子數(shù)目=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4、O原子數(shù)目=1+12×$\frac{1}{4}$=4，故化學(xué)式為CoO；以體心的O原子研究，與之最近等距離且最近的Co離子位于面心上，Co離子所形成的空間構(gòu)型為正八面體，
故答案為：CoO；正八面體；
（3）CN^-中碳原子的價層電子對數(shù)=1+$\frac{4+1-3}{2}$=2、含有1對孤電子對，C原子采取sp雜化方式；HCN分子中C原子與H原子之間形成C-H單鍵、與N原子之間形成C≡N三鍵，分子中含有2個σ鍵，故1molHCN分子中σ鍵的數(shù)目為 2N_A，
故答案為：sp；2N_A；
（4）[Co（CN）₆]^4-具有強(qiáng)還原性，能與水反應(yīng)生成[Co（CN）₆]^3-與氫氣，根據(jù)原子守恒與電荷守恒可知還有OH^-生成，反應(yīng)離子方程式為：2[Co（CN）₆]^4-+2H₂O═2[Co（CN）₆]^3-+H₂↑+2OH^-，
故答案為：2[Co（CN）₆]^4-+2H₂O═2[Co（CN）₆]^3-+H₂↑+2OH^-；

點評 本題考查核外電子排布、雜化方式、化學(xué)鍵、晶胞結(jié)構(gòu)及計算等，難度中等，注意掌握均攤法進(jìn)行晶胞計算．