Question

【題目】X、Z、Q、R、T為前四周期元素，且原子序數依次增大。X和Q屬同族元素，X和R可形成化合物XR4；R2為黃綠色氣體；Z與X同周期且基態原子的s軌道和p軌道的電子總數相等；T2+的3d 軌道中有5個電子。請回答下列問題：

(1)Z基態原子的電子排布式是______；Z所在周期元素中，最高價氧化物對應的水化物酸性最強的是______（填化學式）。

(2)利用價層電子對互斥理論判斷 RZ3-的立體構型是______；RZ3-的中心原子的雜化軌道類型為______。

(3)水中T含量超標，容易使潔具和衣物染色．RZ2可以用來除去水中超標的T2+，生成黑色沉淀TZ2，當消耗0.2molRZ2時，共轉移了1mol電子，則反應的離子方程式為___________。

Answer 1

【答案】1s22s22p4 HNO3 三角錐形 sp3雜化 2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+2Cl﹣+12H+

【解析】

X、Z、Q、R、T為前四周期元素，且原子序數依次增大，R2為黃綠色氣體，則R為Cl；X和R可形成化合物XR4，則X為+4價，處于IVA族，X和Q屬同族元素，可推知X為C元素、Q為Si；Z與X同周期且基態原子的s軌道和p軌道的電子總數相等，則Z核外電子排布為1s22s22p4，因此Z為O元素；T2+的3d軌道中有5個電子，原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2，則T為Mn，據此解答。

根據上述分析可知：X是C元素，Z是O元素，Q是Si元素，R是Cl元素，T是Mn元素。

(1)Z是O元素，O基態原子的電子排布式是1s22s22p4；Z所在周期元素中，元素最高價氧化物對應的水化物酸性最強的是HNO3；

(2) RZ3-是ClO3-，ClO3-離子中中心原子Cl原子孤電子對數==1，價層電子對數為3+1=4，則ClO3-立體構型是三角錐形，其中心原子Cl原子的雜化軌道類型為sp3 雜化；

(3)水中Mn含量超標，容易使潔具和衣物染色，ClO2可以用來除去水中超標的Mn2+，生成黑色沉淀MnO2，當消耗0.2molClO2時，共轉移了1mol電子，假設Cl元素在還原產物中化合價為a，則0.2mol×(4-a)=1mol，解得a=-1，即ClO2被還原變為Cl-，根據電荷守恒可知，還產生了H+，則反應的離子方程式為：2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+2Cl﹣+12H+。