Question

（15分）

已知：（1）測(cè)定土壤中鐵的含量時(shí)需先將三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵，再采用鄰啡羅啉作顯色劑，用比色法測(cè)定，若土壤中含有高氯酸鹽時(shí)會(huì)對(duì)測(cè)定有干擾。相關(guān)的反應(yīng)如下：

4FeCl3+2NH2OH·HCl4FeCl2+N2O↑+6HCl+H2O

�、貴e2+在基態(tài)時(shí)，價(jià)層電子排布式　　　　�！、诹u胺(NH2OH)中N原子的雜化方式　　　　　 。

�、跢e2+與鄰啡羅啉形成的配合物中，配位數(shù)為　　　　　　　 。

（2）硫酸銅晶體的化學(xué)式也可以表達(dá)為Cu(H2O)4SO4·H2O晶體,該晶體中含有的化學(xué)鍵類(lèi)型是　　　　

（3）多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池材料為無(wú)機(jī)鹽，其主要包括砷化鎵、硫化鎘、磷化鎵及銅錮硒薄膜電池等。 其中元素P、As、Se第一電離能由小到大的順序?yàn)椋骸　　　　? 。

　　　　　

　圖1　　　　　　　　 圖2　　　　　　　　　

（4）① 有機(jī)太陽(yáng)能固體電池材料含有高純度C60，其結(jié)構(gòu)如圖1，則1 mol C60分子中π鍵的數(shù)目為　　　　 ，C60的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2，則其配位數(shù)為_(kāi)______若此晶胞的密度為ρg/cm3則兩個(gè)最近C60間的距離為_(kāi)_______cm（列式表達(dá)，已知阿伏伽德羅常數(shù)為NA）

② 如果把晶胞頂點(diǎn)與最近三個(gè)面心所圍成的空隙叫做四面體空隙，第四周期電負(fù)性最小的原子可作為容體摻入C60晶體的空隙中，形成具有良好的超導(dǎo)性的摻雜C60化合物。若每個(gè)四面體空隙填入一個(gè)原子，則全部填滿(mǎn)C60晶體的四面體空隙后，所形成的摻雜C60化合物的化學(xué)式為　　　　　 。

 

Answer 1

（1）①3d6；② sp3；③ 6；（2）離子鍵　共價(jià)鍵（配位鍵）

（3）Se< As< P （4）① 30NA ；12 ； ② K 2C60 　

【解析】

試題分析：（1）①Fe是26號(hào)元素，在Fe2+的核外有24個(gè)電子，在基態(tài)時(shí)，價(jià)層電子排布式3d6；②羥胺(NH2OH)中N原子的雜化方式sp3雜化；�、塾苫�合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知：Fe2+與鄰啡羅啉形成的配合物中，配位數(shù)為6；（2）在硫酸銅晶體Cu(H2O)4SO4·H2O中含有的化學(xué)鍵為離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵；（3）元素P、As是同一主族的元素，從上到下，原子半徑增大，原子失去電子容易，所以第一電離能P>As;As、Se是同一周期的元素，原子半徑As>Se,但是由于As原子的最外層的價(jià)電子處于該軌道的半充滿(mǎn)的穩(wěn)定狀態(tài)，所以第一電離能As>Se.因此這三種元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)镾e< As< P；（4）①在一個(gè)C60分子中含有60個(gè)C原子，每個(gè)C原子與連接的C原子形成了一個(gè)π鍵，而π鍵是兩個(gè)原子所共有的，因此平均每個(gè)C原子含有的π鍵個(gè)數(shù)為1/2π鍵,。所以1 mol C60分子中π鍵的數(shù)目為60πNA÷2=30NA。由C60的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，它是立方面心結(jié)構(gòu)，與每個(gè)C原子緊密連接的距離最近的C原子個(gè)數(shù)為(3÷8)÷2=12.即其配位數(shù)為12。每個(gè)晶胞中含有的C60分子個(gè)數(shù)是8×1/8+6×1/2=4;所以晶胞的邊長(zhǎng)。根據(jù)晶胞示意圖圖可知兩個(gè)最近C60間的距離為面對(duì)角線的一半，就是即為。②第四周期電負(fù)性最小的原子是K原子，由于每個(gè)頂點(diǎn)可形成1/4個(gè)四面體，一共有8個(gè)頂點(diǎn)，所以可形成2個(gè)正四面體。故可填充2個(gè)K原子，所形成的摻雜C60化合物的化學(xué)式為K 2C60。

考點(diǎn)：考查原子價(jià)層電子排布式、原子雜化方式、離子的配位數(shù)、物質(zhì)內(nèi)的化學(xué)鍵、第一電離能的比較、晶胞中最近的微粒的距離及摻雜C60化合物的化學(xué)式的確定的知識(shí)。