Question

[化學-選修3：物質結構與性質]原子序數小于36的A、B 兩種元素，它們同周期且同族，B的原子序數比A大 1，B元素的常見價態(tài)為+2、+3 價．用 A、B 元素的化合物做了如下兩個實驗．

實驗Ⅰ	A（OH）3 鹽酸  棕黃色溶液（滴入KSCN溶液變紅）
實驗Ⅱ	B（OH）3 鹽酸 產生氣體（使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍）

回答下列問題：
（1）A³⁺的價電子排布式是

 

；
（2）B 元素位于元素周期表中第

 

周期，

 

第族；
（3）實驗Ⅱ中B（OH）₃與鹽酸反應的化學方程式為

 

；
（4）ASO₄?7H₂O是一種淡綠色的晶體，其中SO₄^2-立體構型是

 

，硫原子的雜化軌道類型是

 

；
（5）單質B的晶體堆積方式為鎂型（hcp），每個晶胞中含有B原子

 

個；
（6）A 的某種氧化物（AO）的晶體結構與 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，不必計算出數值，阿伏加德羅常數為 N_A ）．

Answer 1

分析：A（OH）₃與鹽酸反應，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的原子序數比A大1，則B為Co元素，
（1）Fe為26號元素，鐵原子失去4s能級2個電子、3d能級1個電子形成Fe³⁺；
（2）B為Co元素，處于第四周期Ⅷ族；
（3）B（OH）₃與鹽酸反應，產生氣體使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍，有氯氣生成，由Co常見價態(tài)為+2、+3價，結合電子轉移守恒可知還生成CoCl₂，由質量守恒定律可知有水生成；
（4）計算SO₄^2-中心原子S原子的價層電子對數與孤對電子數，據此確定空間結構與S原子雜化方式；
（5）單質Co的晶體堆積方式為鎂型，屬于六方緊密堆積，晶胞內部含有3個原子，頂點原子為6個晶胞共用，有12個頂點，上下面心各有1個原子為2個晶胞共用，利用均攤法計算；
（6）氧化物FeO的晶體結構與 NaCl晶體相似，晶胞中含有4個Fe原子、4個O氧原子，根據FeO的摩爾質量計算晶胞的質量，令棱長為d cm，則m（晶胞）=ρd³，據此計算．

解答：解：A（OH）₃與鹽酸反應，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的原子序數比A大1，則B為Co元素，
（1）Fe為26號元素，外圍電子排布為3p⁶3d⁶4s²，鐵原子失去4s能級2個電子、3d能級1個電子形成Fe³⁺，Fe³⁺的價電子排布式是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，產生氣體使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍，有氯氣生成，由Co常見價態(tài)為+2、+3價，結合電子轉移守恒可知還生成CoCl₂，由質量守恒定律可知有水生成，反應方程式為：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原子的價層電子對數=4+

6+2-4×2

2

=4，孤對電子數為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Co的晶體堆積方式為鎂型，屬于六方緊密堆積，晶胞內部含有3個原子，頂點原子為6個晶胞共用，有12個頂點，上下面心各有1個原子為2個晶胞共用，共用晶胞含有原子數目為3+12×

1

2

+2×

1

2

=6，
故答案為：6；
（6）氧化物FeO的晶體結構與 NaCl晶體相似，晶胞中含有4個Fe原子、4個O氧原子，FeO的摩爾質量為72g/mol，故晶胞的質量為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

．

點評：本題屬于物質結構與性質的綜合題目，側重主干知識的考查，（5）（6）為易錯點、難點，需要學生對課本晶胞結構熟練掌握，具有一定的空間想象能力，難度較大．