Question

【物质结构与性质】

根据元素周期表中第四周期元素的相关知识，回答下列问题：

（1）第四周期元素的基态原子的电子排布中4s轨道上只有1个电子的元素有________种；写出Cu⁺的核外电子排布式________。

（2）按电子排布，可将周期表里的元素划分成五个区域，第四周期元素中属于s区的元素有________种，属于d区的元素有________种。

（3）CaO晶胞如所示，CaO晶体中Ca²⁺的配位数为     ；CaO的焰色反应为砖红色，许多金属或它们的化

合物都可以发生焰色反应，其原因是_______。

（4）由叠氮化钾（KN₃）热分解可得纯N₂：2KN₃(s)=2K(l)+3N₂(g)，下列有关说法正确的是_______（填选项字母）。

A NaN₃与KN₃结构类似，前者晶格能较小

B晶体钾的晶胞结构如图所示：，每个晶胞中分摊2个钾原子

C氮的第一电离能大于氧

D氮气常温下很稳定，是因为氮的电负性小

（5）二氧化钛(TiO₂)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂。O₂在其催化作用下，可将CN^-氧化成CNO^-。CN^-的电子式为_______,CNO^-的中心原子的杂化方式为______。

（6）在CrCl₃溶液中，一定条件下存在组成为[CrCl_n(H₂O)_6－n]^x＋ (n和x均为正整数）的配离子，将其通过氢离子交换树脂（R-H)，可发生离子交换反应：

[CrCl_n(H₂O)_6-n]^X++ xR-R_x[CrCl_n(H₂O)_6－n]+xH⁺。将含0.0015 mol[CrCl_n(H₂O)_6－n]^x＋的溶液，与R-H完全交换后，中和生成的H⁺需浓度为0.1200 mol·L^-1NaOH溶液25.00 mL，则该配离子的化学式为_______。

Answer

（1）3    1s22s22p63s23p63d10 

（2）2   8

（3）6 激发态的电子从能量高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长光的形式释放能量。

（4）BC    

（5）    sp杂化  

（6）[CrCl(H2O)5]2＋

【解析】（1）第四周期中基态原子核外电子排布中4s轨道上只有1个电子的元素有K、Cr、Cu三种。Cu失去4s轨道上一个电子形成的Cu+核外电子排布为1s22s22p63s23p63d10。

（2）第四周期属于s区的元素是K、Ca两种。属于d区的元素是第IIIB族到第VIIB族及第VIII族，第四周期共有8种元素。

（3）根据晶胞结构示意图，可知Ca2+周围距Ca2+最近的O2-有6个，因此Ca2+的配位数为6。金属元素会有焰色反应，是因为激发态的电子从能量高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长光的形式释放能量。

（4）Na+半径小于K+半径，离子所带电荷相同时，半径越小晶格能越大，因此NaN3的晶格能高于KN3的晶格能，A错；K晶体为体心立方，每个晶胞中含有2个K原子，B正确；N原子的2p轨道半满，不容易失去电子，因此第一电离能N>O，C正确；氮气常温下稳定，因为氮气分子中含有氮氮三键，D错。

（5）CN-与N2是等电子体，因此电子式相似。CNO-与CO2是等电子体，因此中心原子杂化方式相同，是sp杂化。

（6）生成的H+的物质的量为：n(H+)=n(NaOH)=0.1200×25.00×10-3mol=0.003mol，根据方程式，可计算得出x=2。在配离子中，Cr+3价，根据化合价计算规则，可知n=1，则配离子为[CrCl(H2O)5]2＋。