Question

5．鐵在工農(nóng)業(yè)中有著廣泛用途．測定土壤中鐵的含量時需先將三價鐵還原為二價鐵，相關(guān)反應如下：4FeCl₃+2NH₂OH•HCl→4FeCl₂+N₂O↑+6HCl+H₂O．請回答下列問題：
（1）Fe元素位于周期表的區(qū)，F(xiàn)e²⁺在基態(tài)時的核外電子排布式為3d⁶．
（2）羥胺（NH₂OH）中采用sp³雜化的原子有（填元素符號）N、O．NH₄Cl晶體中含有的化學鍵類型有（填選項字母）ACD．
A．離子鍵  B．非極性鍵  C．極性鍵  D．配位鍵  E．金屬鍵
（3）N、O元素第一電離能按由大到小的順序排列為N＞O；N、O元素電負性按由大到小的順頁序排列為O＞N．
（4）NH₃的沸點高于PH₃，主要原因為NH₃分子間存在氫鍵．
（5）FeCl₃熔點306°C、沸點315°C，易溶于水、乙醇、丙酮、乙醚．FeCl₃晶體類型是分子晶體．
（6）鐵單質(zhì)的晶體堆積方式為面心立方，若Fe的摩爾質(zhì)量為Mg•mol^-1，它的晶胞棱長為acm，則Fe晶體的密度為$\frac{4M}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3．（阿伏加德羅常數(shù)為N_A）

Answer 1

分析 （1）Fe基態(tài)原子外圍電子排布式為3d⁶4s²，鐵原子失去4s上的2個電子變成Fe²⁺，F(xiàn)e²⁺在基態(tài)時，價層電子排布式為3d⁶；
（2）羥胺（NH₂OH）中N原子形成3個σ鍵，一個孤電子對，因此N采取sp³雜化，而O原子形成2個σ鍵，兩個孤電子對；NH₄Cl晶體中含有的化學鍵類型有離子鍵、極性鍵和配位鍵；
（3）同周期第ⅡA和第ⅤA的元素第一電離能大于相鄰族元素，同周期從左到右電負性增強；
（4）NH₃分子間存在氫鍵，所以沸點高于PH₃；
（5）分子晶體熔沸點較低；
（6）鐵為面心立方堆積，在銅晶胞中，鐵原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，若鐵晶體中一個晶胞的邊長為a cm，則鐵晶體的密度為$\frac{\frac{4M}{{N}_{A}}}{{a}^{3}}$g/cm³=$\frac{4M}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³，由此解答．

解答 解：（1）Fe基態(tài)原子外圍電子排布式為3d⁶4s²，鐵原子失去4s上的2個電子變成Fe²⁺，F(xiàn)e²⁺在基態(tài)時，價層電子排布式為3d⁶，故答案為：3d⁶；ls²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶（2分）
（2）羥胺（NH₂OH）中N原子形成3個σ鍵，一個孤電子對，因此N采取sp³雜化，而O原子形成2個σ鍵，兩個孤電子對，所以也是sp³雜化，NH₄Cl晶體中含有的化學鍵類型有離子鍵、極性鍵和配位鍵，故答案為：N、O；ACD；
（3）同周期第ⅡA和第ⅤA的元素第一電離能大于相鄰族元素，所以第一電離能N＞O；同周期從左到右電負性增強，所以電負性O＞N，故答案為：N＞O；O＞N；
（4）NH₃分子間存在氫鍵，所以沸點高于PH₃，故答案為：NH₃分子間存在氫鍵；
（5）分子晶體熔沸點較低，該物質(zhì)的熔沸點較低，所以為分子晶體，故答案為：分子；
（6）鐵為面心立方堆積，在銅晶胞中，鐵原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，若鐵晶體中一個晶胞的邊長為a cm，則鐵晶體的密度為$\frac{\frac{4M}{{N}_{A}}}{{a}^{3}}$g/cm³=$\frac{4M}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³，故答案為：$\frac{4M}{{a}^{3}{N}_{A}}$．

點評 本題主要考查了元素周期律、電負性、電離能、電子排布圖、晶胞的計算等知識點，中等難度．