Question

第四周期元素的單質及化合物在工農業生產中應用廣泛．
（1）第四周期元素中，基態原子的最外層只有1個電子的元素共有

 

種．
（2）鉑絲蘸取氯化鈣在酒精燈上灼燒，火焰呈現磚紅色，顯色原因是

 

（填序號）．
A．氯化鈣受熱揮發               B．氯化鈣受熱分解
C．鈣離子中電子躍遷           D．氯離子中電子躍遷
（3）無水硫酸銅呈白色，吸水后形成膽礬，呈藍色．科學家通過X射線測定出膽礬的結構，其結構可用圖表示．
①膽礬晶體中除共價鍵、配位鍵及微弱的范德華力外，還存在的兩種作用力是

 

和

 

．
②膽礬晶體CuSO₄?5H₂O可以寫出[Cu（H₂O）₄]SO₄?H₂O，其中中心原子（離子）是

 

，配體是

 

，配位原子是

 

，配位數是

 

．
③銅離子形成膽礬中配位離子的離子方程式為

 

．
（4）Mn、Fe均為第四周期過渡元素，兩元素的部分電離能數據如表．據表判斷Mn²⁺和Fe²⁺再失去-個電子的難易，并從原子結構的角度簡述其原因：

 

．

元素		Mn	Fe
電離能kJ?mol-1	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

Answer 1

分析：（1）根據電子排布規律分析；
（2）鈣元素的焰色反應為磚紅色，進行焰色反應時，吸收能量，鈣離子電子發生躍遷；
（3）①由圖可知H與O之間存在氫鍵，銅離子與硫酸根之間存在離子鍵；
②根據水合銅離子[Cu（H₂O）₄]²⁺分析；
③銅離子與水分子通過配位鍵形成水合銅離子[Cu（H₂O）₄]²⁺．
（4）電離能越大，越不容易失去電子．根據第三電離能可知Mn²⁺再失去電子比Fe²⁺更難．電子處于半滿、全滿、全空是更穩定．

解答：解：（1）第四周期元素中，基態原子的最外層只有1個電子的元素，即4s¹，該原子4s能級未填充滿，情況之一是按照能級順序正常填充的結果，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹，此為₁₉K元素；
情況之二是按照洪特規則的特例填充的結果，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，此為₂₄Cr和₂₉Cu；
故答案為：3；
（2）鈣元素進行焰色反應時，吸收能量，鈣離子電子發生躍遷，產生發射光譜為磚紅色，故答案為：C；
（3））①由圖可知H與O之間存在氫鍵，銅離子與硫酸根之間存在離子鍵；
故答案為：氫鍵； 離子鍵；
②銅離子與水分子通過配位鍵形成水合銅離子[Cu（H₂O）₄]²⁺，其中中心原子（離子）是Cu²⁺，配體是H₂O，配位數為4，O原子含有孤電子對是配原子；
故答案為：Cu²⁺，H₂O，O，4；
③銅離子與水分子通過配位鍵形成水合銅離子[Cu（H₂O）₄]²⁺，離子方程式為Cu²⁺+4H₂O=[Cu（H₂O）₄]²⁺．
故答案為：Cu²⁺+4H₂O=[Cu（H₂O）₄]²⁺．
（4）Mn的I₃=3248 kJ?mo1^-1大于Fe的I₃=2957 kJ?mo1^-1，所以Mn²⁺再失去電子比Fe²⁺更難，原因是Mn²⁺（3d⁵）屬于較穩定的半充滿結構，而Fe²⁺的電子排布為[Ar]3d⁶，易失去1個電子形成較穩定的半充滿結構．
故答案為：Mn²⁺再失去電子比Fe²⁺更難，原因是Mn²⁺（3d⁵）屬于較穩定的半充滿結構，而Fe²⁺的電子排布為[Ar]3d⁶，易失去1個電子形成較穩定的半充滿結構．

點評：本題考查核外電子排布式、化學鍵、原子的結構與性質關系以及學生讀圖表提取信息能力，難度中等，旨在考查學生對知識的掌握與利用．