【題目】鈷(Co)是人體必需的微量元素。含鈷化合物作為顏料,具有悠久的歷史,

在機(jī)械制造、磁性材料等領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)Co基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖為______________________________;

(2)酞菁鈷近年來(lái)在光電材料、非線性光學(xué)材料、光動(dòng)力學(xué)療法中的光敏劑、催化劑等方面得到了廣泛的應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)如圖所示,中心離子為鈷離子。

①酞菁鈷中三種非金屬原子的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椋?/span>______________(用相應(yīng)的元素符號(hào)作答);碳原子的雜化軌道類(lèi)型為______________;

②與鈷離子通過(guò)配位鍵結(jié)合的氮原子的編號(hào)是______________;

(3)CoCl2中結(jié)晶水?dāng)?shù)目不同呈現(xiàn)不同的顏色。

CoCl2可添加到硅膠(一種干燥劑,烘干后可再生反復(fù)使用)中制成變色硅膠。簡(jiǎn)述硅膠中添加CoCl2的作用________________________________________________ ;

(4)KCN處理含Co2+的鹽溶液,有紅色的Co(CN)2析出,將它溶于過(guò)量的KCN溶液后,可生成紫色的[Co(CN)6]4-,該配離子具有強(qiáng)還原性,在加熱時(shí)能與水反應(yīng)生成淡黃色[Co(CN)6]3-,寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式:________________________________________________;(提示:該反應(yīng)在堿性環(huán)境中進(jìn)行)

(5)Co的一種氧化物的晶胞如圖所示,在該晶體中與一個(gè)鈷原子等距離且最近的鈷原子有_________個(gè)

。

【答案】N>C>Hsp22、4隨著硅膠的吸濕和再次烘干,二氯化鈷在結(jié)晶水合物和無(wú)水鹽間轉(zhuǎn)化,通過(guò)顏色的變化可以表征硅膠的吸濕程度2[Co(CN)6]4-+2H2O2[Co(CN)6]3-+H2↑+2OH12

【解析】

Co為27號(hào)元素,原子核外電子數(shù)為27,根據(jù)能量最低原理書(shū)寫(xiě)價(jià)電子排布圖;酞菁鈷中三種非金屬原子為C、N、H,同周期自左而右電負(fù)性增大,非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大;分子中C原子均形成3個(gè)σ鍵,沒(méi)有孤對(duì)電子,雜化軌道數(shù)目為3;含有孤對(duì)電子的N原子與Co通過(guò)配位鍵結(jié)合,共形成4對(duì)共用電子對(duì);形成3個(gè)σ鍵的N原子形成普通的共價(jià)鍵;二氯化鈷在結(jié)晶水合物和無(wú)水鹽間轉(zhuǎn)化,通過(guò)顏色的變化可以表征硅膠的吸濕程度;[Co(CN)6]4-配離子具有強(qiáng)還原性,在加熱時(shí)能與水反應(yīng)生成淡黃色[Co(CN)6]3-,只能是水中氫元素被還原為氫氣;由氧化物晶胞結(jié)構(gòu)可知晶胞中Co、O原子數(shù)目之比為1:1,假設(shè)黑色球?yàn)镃o原子,以頂點(diǎn)Co原子為研究對(duì)象,與之等距離且最近的鈷原子位于面心,每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用,每個(gè)面心為2個(gè)晶胞共用,在該晶體中與一個(gè)鈷原子等距離且最近的鈷原子數(shù)目為12。

(1)Co為27號(hào)元素,原子核外電子數(shù)為27,根據(jù)能量最低原理,其核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d74s2,則價(jià)電子排布圖為;(2)①酞菁鈷中三種非金屬原子為C、N、H,同周期自左而右電負(fù)性增大,非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大,故電負(fù)性N>C>H;分子中C原子均形成3個(gè)σ鍵,沒(méi)有孤對(duì)電子,雜化軌道數(shù)目為3,碳原子的雜化軌道類(lèi)型為sp2;②含有孤對(duì)電子的N原子與Co通過(guò)配位鍵結(jié)合,形成4對(duì)共用電子對(duì);形成3個(gè)σ鍵的N原子形成普通的共價(jià)鍵,即1號(hào)、3號(hào)N原子形成3對(duì)共用電子對(duì)為普通共價(jià)鍵,2號(hào)、4號(hào)N原子形成4對(duì)共用電子對(duì),與Co通過(guò)配位鍵結(jié)合;(3)隨著硅膠的吸濕和再次烘干,二氯化鈷在結(jié)晶水合物和無(wú)水鹽間轉(zhuǎn)化,通過(guò)顏色的變化可以表征硅膠的吸濕程度;(4)[Co(CN)6]4-配離子具有強(qiáng)還原性,在加熱時(shí)能與水反應(yīng)生成淡黃色[Co(CN)6]3-,只能是水中氫元素被還原為氫氣,根據(jù)電荷守恒有氫氧根離子生成,該反應(yīng)離子方程式為:2[Co(CN)6]4-+2H2O2[Co(CN)6]3-+H2↑+2OH-;(5)由氧化物晶胞結(jié)構(gòu)可知晶胞中Co、O原子數(shù)目之比為1:1,假設(shè)黑色球?yàn)镃o原子,以頂點(diǎn)Co原子為研究對(duì)象,與之等距離且最近的鈷原子位于面心,每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用,每個(gè)面心為2個(gè)晶胞共用,則該晶體中與一個(gè)鈷原子等距離且最近的鈷原子數(shù)目為12。

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