Question

（12分）钴（Co）是一种重要的战略金属，钴及其合金广泛应用于电机、机械、化工、航空和航天等领域。钴在化合物中通常以+2、+3的形式存在。

（1）写出基态Co原子的核外电子排布式                    ；

（2）Co²⁺、Co³⁺都能与CN^—形成配位数为6的配离子。CN^—中碳原子的杂化方式为      ；1mol HCN分子中σ键的数目为          。

（3）Co的一种氧化物的晶胞如图所示（其中黑球代表Co），则该氧化物的化学式为        在该晶体中与一个氧离子等距离且最近的Co离子所形成的空间构型为            。

（4）用KCN处理含Co²⁺的盐溶液，有红色的Co(CN)₂析出，将它溶于过量的KCN溶液后，可生成紫色的[Co(CN)₆]^4—，该配离子是一种相当强的还原剂，在加热时能与水反应生成[Co(CN)₆]^3—，写出该反应的离子方程式                   。

Answer

（12分，每空2分）（1）1s22s22p63s23p63d74s2 （2）sp 2NA （3）CoO 正八面体

（4）2[Co(CN)6]4— +2H2O＝2[Co(CN)6]3— +H2↑+2OH—。

【解析】

试题分析：（1）Co是27号元素，核外电子数为27，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2。

（2）CN—中碳原子的价层电子对数=1+＝2、含有1对孤电子对，C原子采取sp杂化方式；HCN分子中C原子与H原子之间形成C-H单键、与N原子之间形成C≡N三键，分子中含有2个σ键，故1molHCN分子中σ键的数目为 2NA。

（3）晶胞中Co原子数目=8×1/8+6×1/2=4、O原子数目=1+12×1/4=4，故化学式为CoO；以体心的O原子研究，与之最近等距离且最近的Co离子位于面心上，Co离子所形成的空间构型为正八面体。

（4）[Co(CN)6]4—具有强还原性，能与水反应生成[Co(CN)6]3—与氢气，根据原子守恒与电荷守恒可知还有OH—生成，反应离子方程式为2[Co(CN)6]4— +2H2O＝2[Co(CN)6]3— +H2↑+2OH—。

考点：考查核外电子排布、杂化方式、化学键、晶胞结构及计算等