Question

14．六氰合鐵（Ⅲ）酸鉀K₃[Fe（CN）₆]俗稱(chēng)赤血鹽，在醫(yī)藥工業(yè)、印染工業(yè)及鋼鐵工業(yè)均有重要作用，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）赤血鹽屬于離子晶體，其中心離子價(jià)電子排布式為3d⁵．
（2）K₃[Fe（CN）₆]中四種組成元素的第一電離能由大到小的排序是N＞C＞Fe＞K，存在的作用力有acd（填選項(xiàng)序號(hào)）．
a．離子鍵  b．金屬鍵   c．配位鍵   d．極性共價(jià)鍵   e．非極性共價(jià)鍵  f．分子間作用力
（3）類(lèi)鹵素離子SCN^-可用于Fe³⁺的檢驗(yàn)，其對(duì)應(yīng)的酸有兩種，分別為硫氰酸（H-S-C═N）和異硫氰酸（H-N═C═S），這兩種酸中沸點(diǎn)較高的是異硫氰酸（或H-N=C=S）．
（4）六氰合鐵（Ⅲ）酸鉀常溫下很穩(wěn)定，經(jīng)灼燒可完全分解，產(chǎn)生劇毒的氰化鉀和氰．
化學(xué)方程式：2K₃[Fe（CN）₆]$\frac{\underline{\;灼燒\;}}{\;}$6KCN+2FeC₂+2N₂+（CN）₂
①產(chǎn)物氰（CH）₂中含有的σ鍵和π鍵數(shù)目比為3：4．
②（CH）₂中C原子的雜化軌道類(lèi)型為sp，請(qǐng)寫(xiě)出一個(gè)與（CH）₂具有相同空間構(gòu)型和原子數(shù)的分子：C₂H₂．
③若KCN的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則KCN晶體中距離K⁺最近的K⁺的數(shù)目為12，若該晶體的密度為ρ g•cm^-3，圖示中K⁺與K⁺的核間距a=$\frac{\sqrt{2}}{2}×\root{3}{\frac{260}{ρ•{N}_{A}}}$cm．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)K₃[Fe（CN）₆]的組成可知該化合物為離子化合物，則該化合物為離子晶體，中心離子是Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺的價(jià)電子排布式為3d⁵；
（2）同周期自左而右元素的第一電離能呈增大趨勢(shì)，金屬元素第一電離能較小，非金屬元素第一電離能較大；K₃[Fe（CN）₆]是配位化合物，也是離子化合物，則該化合物中一定存在配位鍵、離子鍵，C、N之間存在極性共價(jià)鍵；
（3）異硫氰酸中H-N鍵極性強(qiáng)，分子間存在氫鍵，沸點(diǎn)較高；
（4）①產(chǎn)物（CN）₂中的結(jié)構(gòu)式為N≡C-C≡N，σ鍵有3條，π鍵有4條；
②產(chǎn)物（CN）₂中的結(jié)構(gòu)式為N≡C-C≡N，中心原子C無(wú)孤對(duì)電子，則價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2，雜化類(lèi)型為sp雜化，空間構(gòu)型為直線形；
③從圖中可知，以面心上的K⁺為例，同層頂點(diǎn)的4個(gè)K⁺距離面心上的K⁺最近，中間層還有4個(gè)，外層也有4個(gè)，共12個(gè)；用均攤法計(jì)算晶胞中K⁺有8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，CN^-有12×$\frac{1}{4}$+1=4，K⁺與K⁺的核間距a，則晶胞的棱長(zhǎng)為$\sqrt{2}$a，晶胞的體積V=（$\sqrt{2}$a）³，根據(jù)晶胞的質(zhì)量m=ρ•V計(jì)算．

解答 解：（1）根據(jù)K₃[Fe（CN）₆]的組成可知該化合物為離子化合物，則該化合物為離子晶體，中心離子是Fe³⁺，F(xiàn)e的原子核外電子數(shù)為26，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，失去3個(gè)電子生成三價(jià)鐵離子，則Fe³⁺的價(jià)電子排布式為3d⁵，
故答案為：離子；3d⁵；
（2）同周期自左而右元素的第一電離能呈增大趨勢(shì)，則第一電離能Fe＞K，Ⅴ_A族np能級(jí)容納3個(gè)電子，為半充滿(mǎn)穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，則N＞C，金屬元素第一電離能較小，非金屬元素第一電離能較大，則K₃[Fe（CN）₆]中四種組成元素的第一電能由大到小的排序是N＞C＞Fe＞K；K₃[Fe（CN）₆]是配位化合物，也是離子化合物，則該化合物中一定存在配位鍵、離子鍵，C、N之間存在極性共價(jià)鍵，所以存在的作用力有a、c、d，
故答案為：N＞C＞Fe＞K；acd；
（3）異硫氰酸中H-N鍵極性強(qiáng)，分子間存在氫鍵，而硫氰酸分子間只存在分子間作用力，所以異硫氰酸的沸點(diǎn)高于硫氰酸，
故答案為：異硫氰酸（或H-N=C=S）；
（4）①產(chǎn)物（CN）₂中的結(jié)構(gòu)式為N≡C-C≡N，σ鍵有3條，π鍵有4條，則σ鍵和π鍵數(shù)目之比為3：4，
故答案為：3：4；
②產(chǎn)物（CN）₂中的結(jié)構(gòu)式為N≡C-C≡N，中心原子C無(wú)孤對(duì)電子，則價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2，雜化類(lèi)型為sp雜化，空間構(gòu)型為直線形，
與他空間構(gòu)型、原子數(shù)相同的分子是C₂H₂（H-C≡C-H），
故答案為：sp；C₂H₂；
③從圖中可知，以面心上的K⁺為例，同層頂點(diǎn)的4個(gè)K⁺距離面心上的K⁺最近，中間層還有4個(gè)，外層也有4個(gè)，共12個(gè)；晶胞中K⁺有8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，CN^-有12×$\frac{1}{4}$+1=4，K⁺與K⁺的核間距a，則晶胞的棱長(zhǎng)為$\sqrt{2}$a，晶胞的體積V=（$\sqrt{2}$a）³，晶胞的質(zhì)量m=ρ•V，V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{{4M}_{（KCN）}}{{N}_{A}•ρ}$=$\frac{4×65}{{N}_{A}•ρ}$=（$\sqrt{2}$a）³，則a=$\frac{\sqrt{2}}{2}×\root{3}{\frac{260}{ρ•{N}_{A}}}$，
故答案為：12；$\frac{\sqrt{2}}{2}×\root{3}{\frac{260}{ρ•{N}_{A}}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了離子價(jià)電子排布、第一電力能大小、化學(xué)鍵、氫鍵、雜化類(lèi)型、晶胞的計(jì)算等，都是高考高頻考點(diǎn)，難度適中，注意均攤法在計(jì)算中的應(yīng)用．