Question

鈷（Co）是一種重要的戰(zhàn)略金屬，鈷及其合金廣泛應用于電機、機械、化工、航空和航天等領域．鈷在化合物中通常以+2、+3的形式存在．
（1）寫出基態(tài)Co原子的核外電子排布式

 

．
（2）Co²⁺、Co³⁺都能與CN^-形成配位數(shù)為6的配離子．CN^-中碳原子的雜化方式為

 

；1molHCN分子中σ鍵的數(shù)目為

 

．
（3）Co的一種氧化物的晶胞如右圖所示（其中黑球代表Co），則該氧化物的化學式為

 

．在該晶體中與一個氧離子等距離且最近的Co離子所形成的空間構型為

 

．
（4）用KCN處理含Co²⁺的鹽溶液，有紅色的Co（CN）₂析出，將它溶于過量的KCN溶液后，可生成紫色的[Co（CN）₆]^4-，該配離子是一種相當強的還原劑，在加熱時能與水反應生成[Co（CN）₆]^3-，寫出該反應的離子方程式

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,共價鍵的形成及共價鍵的主要類型,判斷簡單分子或離子的構型,配合物的成鍵情況,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）Co是27號元素，核外電子數(shù)為27，根據(jù)構造原理書寫核外電子排布式；
（2）計算CN^-中碳原子的價層電子對數(shù)與孤電子對數(shù)，據(jù)此判斷雜化方式；HCN分子中C原子與H原子之間形成C-H單鍵、與N原子之間形成C≡N三鍵；
（3）根據(jù)均攤法計算晶胞中Co、O原子數(shù)目，據(jù)此書寫化學式；以體心的O原子研究，與之最近等距離且最近的Co離子位于面心上；
（4）[Co（CN）₆]^4-具有強還原性，能與水反應生成[Co（CN）₆]^3-與氫氣，根據(jù)原子守恒與電荷守恒可知還有OH^-生成．

解答： 解：（1）Co是27號元素，核外電子數(shù)為27，其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²；
（2）CN^-中碳原子的價層電子對數(shù)=1+

4+1-3

2

=2、含有1對孤電子對，C原子采取sp雜化方式；HCN分子中C原子與H原子之間形成C-H單鍵、與N原子之間形成C≡N三鍵，分子中含有2個σ鍵，故1molHCN分子中σ鍵的數(shù)目為 2N_A，
故答案為：sp；2N_A；
（3）晶胞中Co原子數(shù)目=8×

1

8

+6×

1

2

=4、O原子數(shù)目=1+12×

1

4

=4，故化學式為CoO；以體心的O原子研究，與之最近等距離且最近的Co離子位于面心上，Co離子所形成的空間構型為正八面體，
故答案為：CoO；正八面體；
（4）[Co（CN）₆]^4-具有強還原性，能與水反應生成[Co（CN）₆]^3-與氫氣，根據(jù)原子守恒與電荷守恒可知還有OH^-生成，反應離子方程式為：2[Co（CN）₆]^4-+2H₂O═2[Co（CN）₆]^3-+H₂↑+2OH^-，
故答案為：2[Co（CN）₆]^4-+2H₂O═2[Co（CN）₆]^3-+H₂↑+2OH^-．

點評：本題考查核外電子排布、雜化方式、化學鍵、晶胞結構及計算等，難度中等，注意掌握均攤法進行晶胞計算．