Question

【題目】鐵和鈷是重要的過渡元素。

(1)鈷位于元素周期表中第___族，基態(tài)鈷原子中未成對電子的個數為_____。

(2)[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3的名稱是三硝酸六尿素合鐵(Ⅲ)，是一種重要的配合物。該化合物中中心離子Fe3+的核外價電子排布式為___；尿素分子中氮原子的雜化方式是___，尿素中所含非金屬元素的電負性由大到小的順序是___。

(3)Co(NH3)5BrSO4可形成兩種結構的鈷的配合物，已知Co3+的配位數是6，為確定鈷的配合物的結構，現對兩種配合物進行如下實驗：

在第一種配合物溶液中加硝酸銀溶液產生白色沉淀。

在第二種配合物溶液中加入硝酸銀溶液產生淡黃色沉淀，則第二種配合物的配體為_____。

(4)離子化合物CaC2的一種晶體結構如圖1所示，從鈣離子看，屬于____堆積，其配位數是_____；一個晶胞中平均含有的π鍵的個數為_____。

(5)科學研究結果表明。碳的氧化物CO2能夠與H2O借助于太陽能制備HCOOH，其反應原理如下：2CO2+2H2O=2HCOOH+O2，則生成的HCOOH分子中σ鍵和π鍵的個數比是____。

(6)奧氏體是碳溶解在γ-Fe中形成的一種間隙固溶體，無磁性，其晶胞如圖2所示，則該物質的化學式為______，若晶體密度為ρg/cm3，則晶胞中最近的兩個碳原子的距離為_____pm(阿伏加德羅常數的值用NA表示，寫出計算式即可)。

Answer 1

【答案】Ⅷ 3 3d5 sp3 O>N>C>H SO42-、NH3 面心立方最密 6 4 4：1 FeC

【解析】

(1)Co是27號元素，處于周期表中第四周期第Ⅷ族，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2；

(2)Fe的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，原子形成陽離子先失去高能層中電子，同一能層先失去高能級電子；分子中C原子形成3個σ鍵，沒有孤電子對，雜化軌道數目為3；同周期主族元素隨原子序數增大電負性增大，C、N、O在它們的氫化物中均表現負化合價，說明它們的電負性都比H元素的大；

(3)在第一種配合物溶液中加硝酸銀溶液產生白色沉淀，說明外界為SO42-，Br-為配體，在第二種配合物溶液中加入硝酸銀溶液產生淡黃色沉淀，說明Br-為外界，而SO42-為配體；

(4)鈣離子處于頂點、面心位置，鈣離子為心立方最密堆積；以頂點鈣離子研究，與之最近的C22-處于棱中間，且關于頂點鈣離子對稱；均攤法計算晶胞中C22-數目，每個C22-含有1個σ鍵；

(5)HCOOH分子結構式為，單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵；

(6)Fe原子處于頂點、面心，碳原子處于體心、棱中心，均攤法計算Fe、C原子數目確定化學式；晶胞中最近的兩個碳原子的距離為同一頂點的2條棱中心2個碳原子的距離。

(1)Co是27號元素，處于周期表中第四周期第Ⅷ族，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2，基態(tài)鈷原子中3d軌道有3個未成對電子；

(2)Fe的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，Fe3+的核外價電子排布式為3d5；分子中C原子形成3個σ鍵，沒有孤電子對，雜化軌道數目為3，碳原子雜化方式為sp3；同周期主族元素隨原子序數增大電負性增大，C、N、O在它們的氫化物中均表現負化合價，說明它們的電負性都比H元素的大，電負性為：O＞N＞C＞H；

(3)在第一種配合物溶液中加硝酸銀溶液產生白色沉淀，說明外界為SO42-，Br-為配體，在第二種配合物溶液中加入硝酸銀溶液產生淡黃色沉淀，說明Br-為外界，而SO42-為配體，還有5個NH3為配體；

(4)鈣離子處于頂點、面心位置，鈣離子為心立方最密堆積；以頂點鈣離子研究，與之最近的C22-處于棱中間，且關于頂點鈣離子對稱，鈣離子的配位數為6；晶胞中C22-數目=1+12×=4，每個C22-含有1個σ鍵，故一個晶胞含有的σ鍵平均有4個；

(5)HCOOH分子結構式為，單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵，分子中σ鍵和π鍵的個數比是4：1；

(6)Fe原子處于頂點、面心，碳原子處于體心、棱中心，晶胞中Fe原子數目=6×+8×=4、C原子數目=1+12×=4，Fe、C原子數目之比為1：1，故該晶體的化學式為：FeC。在其晶胞中，最近的兩個碳原子的距離為同一頂點的2條棱中心2個碳原子的距離，設晶胞中最近的兩個碳原子的距離為rpm，則晶胞棱長=rpm，晶胞質量=dg/cm3×(r×10-10cm)3/span>=4×g，解得r=。