Mn、Fe均为第四周期过渡元素,两元素的部分电离能数据列于下表:
元素 |
Mn |
Fe |
|
电离能 /kJ·mol-1 |
I1 |
717 |
759 |
I2 |
1 509 |
1 561 |
|
I3 |
3 248 |
2 957 |
回答下列问题:
(1)Mn元素基态原子的价电子排布式为________,比较两元素的I2、I3可知,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难。对此,你的解释是____________________________________________________________。
(2)Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成配合物。与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是________;②六氰合亚铁离子[Fe(CN)64-]中的配体CN-中C原子的杂化轨道类型是________,写出一种与CN-互为等电子体的单质分子的结构式________。
(3)三氯化铁常温下为固体,熔点282 ℃,沸点315 ℃,在300 ℃以上易升华。据此判断三氯化铁晶体为________。
(4)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如下图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为________。
(5分)五种短周期元素A、B、C、D、E,A原子的最外层电子数是次外层的3倍;B是第三周期中除稀有气体外原子半径最大的元素;B和D能形成BD型离子化合物,且B、D的原子核外电子层数相同;C和D能形成CD3的化合物;C原子比E原子多1个电子;1.8 g C与足量的稀H2SO4反应,所产生的氢气在标准状况下的体积为2.24 L;C原子中质子数比中子数少1。则:
(1)元素A在周期表中的位置。
(2)D与E形成的化合物的电子式。
(3)A、B、D简单离子的半径大小关系。(用离子符号表示)
(4)C单质溶于B的最高价氧化物的水化物的离子方程式。
(8分) Q、W、X、Y、Z元素为前四周期元素,且原子序数依次增大,Q元素的阳离子核外无电子,W元素原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍,Y是地壳中含量最多的元素,Z的价电子排布式为3d64s2。
(1)Z位于元素周期表第________周期第________族,
(2)W的第一电离能________(填“大于”或“小于”)X的第一电离能。
(3)Z基态原子的价电子排布图为______________________________________,Z的单质与过量的X 的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液反应的离子方程式为____________________。
(4)已知:①WQ4(g)+4XY2(g)=4XY(g)+WY2(g)+2Q2Y(g) ΔH=-574 kJ/mol
②WQ4(g)+4XY(g)=2X2(g)+WY2(g)+2Q2Y(g) ΔH=-1 160 kJ/mol
此温度下若用4.48 L(已折算成标准状况下)WQ4还原XY2至X2。整个过程中放出的热量为___kJ。
(8分)钛(Ti)被誉为“21世纪的金属”。工业上将TiO2与焦炭混合,通入Cl2高温下制得TiCl4;再将TiCl4提纯后,在氩气保护下与镁高温反应制得Ti。其反应如下:
①TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO
②TiCl4+2MgTi+2MgCl2
回答下列问题:
(1)Ti元素原子的电子排布式为_____________________;
(2)写出与CO互为等电子体的分子__________________;
(3)已知TiCl4在通常情况下是无色液体,熔点为–37℃,沸点为136℃;TiCl4在潮湿空气中易水解产生白雾,同时产生H2TiO3固体。
①TiCl4为______化合物(填“离子”或“共价”)(已知电负性:Ti—1.5,Cl—3.0);
②TiCl4分子为正四面体形,则Ti为________杂化;
③配离子[TiCl(H2O)5]2+的中心离子化合价为,中心离子配位数为;
(4)TiCl4在潮湿空气中水解的化学方程式为_____________________________________。
短周期元素X和Y属于同一主族。负二价的元素X和氢的化合物在通常状况下是一种液体,其中X的质量分数为88.9%;元素X和元素Y可以形成两种化合物,在这两种化合物中,X的质量分数分别为50%和60%。
(1)Y位于元素周期表中第___________周期第_______________族;
(2)写出X的质量分数为60%的化合物的化学式__________,该分子中中心原子采取______杂化,分子的空间构型为___________________;
(3)由元素氢、X、Y三种元素形成两种常见化合物的水溶液均呈酸性,试分别写出它们其分子式________、________,并比较它们酸性强弱:________________。
短周期元素D、E、X、Y、Z原子序数逐渐增大。它们的最简氢化物分子的空间构型依次是正四面体、三角锥形、正四面体、角形(V形)、直线形。回答下列问题:
(1)Z的价电子排布式为________________,EZ3分子的空间构型为_____________________;
(2)X与Z构成的分子是_________分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)D和Y形成的化合物,其分子中的共价键为__________共价键(填“极性”或“非极性”),该分子中D原子的杂化方式为____________。
(4)写出一个验证Y与Z的非金属性强弱的离子反应方程式_________________________;
(5)金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物与水反应生成两种碱性物质,该反应的化学方程式是_________。