Question

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

1s22s22p63s23p63d74s2 sp 2NA CoO 正八面体 2[Co(CN)6]4- +2H2O=2[Co(CN)6]3-+H2↑+2OH-

【解析】

（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的结构式为H—C≡N，单键为σ键，三键中含1个σ键和2个π键，则1个HCN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×+6×=4、O原子数目=1+12×=4，故化学式为CoO；以体心的O原子研究，与之等距离且最近的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-。