Question

12．鐵、銅、鉻、鎳及其化合物在現(xiàn)代社會中的用途越來越廣泛．
（1）鐵在元素周期表中的位置是第四周期VIII族，基態(tài)鐵原子價電子排布式為3d⁶4s²．
（2）鋰-磷酸氧銅電池正極的活性物質(zhì)是Cu₄O（PO₄）₂，PO₄^3-的空間構(gòu)型是正四面體，P、S元素第一電離能大小關(guān)系為P＞S．
（3）鎳可與CO形成配合物Ni（CO）n，CO分子與N₂互為等電子體，則中CO分子σ鍵與π鍵的個數(shù)比為1：2；該配合物的熔點是170℃，則Ni（CO）n 屬于分子晶體．
（4）在鉻的摧化作用下，乙醇可被空氣氧化為乙醛（CH₃CHO），乙醛分子中碳原子的雜化方式是sp²和sp³，乙醇極易溶于水，其主要原因是乙醇能與水形成分子間氫鍵．
（5）立方NiO晶體結(jié)構(gòu)類似于NaCl，則Ni²⁺的配位數(shù)為6，其晶胞邊長為a cm，列式表示NiO晶體的密度為$\frac{300}{{N}_{A}•{a}^{3}}$g/cm³（不必計算出結(jié)果，阿伏加德羅常數(shù)的值為N_A）

Answer 1

分析 （1）Fe在周期表中的位置為第四周期VIII族，其基態(tài)原子價電子排布式為3d⁶4s²；
（2）根據(jù)VSEPR理論和雜化軌道理論判斷$P{O}_{4}^{3-}$的空間構(gòu)型，第一電離能同周期從左至右呈上升趨勢，第IIA族和第VA族反常；
（3）CO分子與N₂互為等電子體，則CO的成鍵與N₂相似，該配合物的熔點是170℃，較低，判斷應屬于分子晶體；
（4）乙醛分子的結(jié)構(gòu)式為：，其中有兩個C，分別為sp²和sp³雜化，乙醇極易溶于水，考慮氫鍵的影響；
（5）立方NiO晶體結(jié)構(gòu)類似于NaCl，NaCl中Na⁺周圍有等徑的6個Cl^-，根據(jù)晶胞密度公式$ρ=\frac{z{M}_{r}}{{N}_{A}V}$計算晶胞的密度，其中z為一個晶胞粒子數(shù)，Mr為一個粒子的相對質(zhì)量，V為一個晶胞體積．

解答 解：Fe在周期表中的位置為第四周期VIII族，其基態(tài)原子價電子排布式為3d⁶4s²．故答案為：第四周期VIII族，3d⁶4s²；
（2）鋰-磷酸氧銅電池正極的活性物質(zhì)是Cu₄O（PO₄）₂，根據(jù)VSEPR理論，對于$P{O}_{4}^{3-}$，成鍵原子數(shù)為BP=4，孤電子對數(shù)為$VP=\frac{5-2×4+3}{2}=0$，則其價電子對數(shù)為VP=BP+LP=4+0=4，根據(jù)雜化軌道理論，為sp³雜化，空間構(gòu)型為正四面體；第一電離能同周期從左至右呈上升趨勢，第IIA族和第VA族反常，第VA族元素第一電離能大于第VI族元素的第一電離能，則P、S元素第一電離能大小關(guān)系為P＞S．故答案為：正四面體，P＞S；
（3）鎳可與CO形成配合物Ni（CO）n，CO分子與N₂互為等電子體，N₂分子中，σ鍵數(shù)目與π鍵數(shù)目比為1：2，在CO分子中σ鍵數(shù)目與π鍵數(shù)目比也應為1：2，；該配合物的熔點是170℃，較低，可以判斷Ni（CO）n 屬于分子晶體．故答案為：1：2，分子；
（4）在鉻的摧化作用下，乙醇可被空氣氧化為乙醛（CH₃CHO），乙醛分子的結(jié)構(gòu)式為：，其中有兩個C，羰基碳為sp²雜化，甲基碳為sp³雜化；乙醇極易溶于水，是由于乙醇分子和水分子間形成了分子間氫鍵，增加了其溶解度，
故答案為：sp²和sp³，乙醇能與水形成分子間氫鍵；
（5）立方NiO晶體結(jié)構(gòu)類似于NaCl，對于立方晶胞，頂點粒子占$\frac{1}{8}$，面心粒子占$\frac{1}{2}$，棱上粒子占$\frac{1}{4}$，內(nèi)部原子為整個晶胞所有，NaCl中Na⁺周圍有等徑的6個Cl^-，則Ni²⁺的配位數(shù)為6；取1mol晶胞，則1mol晶胞含有4molNi²⁺，4molO^2-，則1mol晶胞的質(zhì)量為m=4×59+4×16=300g，1mol晶胞含有N_A個晶胞，一個晶胞的體積為V₀=a³cm³，則晶胞密度為$ρ=\frac{m}{{N}_{A}{V}_{0}}$=$\frac{300}{{N}_{A}•{a}^{3}}$g/cm³．故答案為：6，$\frac{300}{{N}_{A}•{a}^{3}}g/c{m}^{3}$．

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識，包括核外電子排布式，元素周期表，共價鍵類型，等電子體原理，晶胞的計算．題目考查較為綜合，難度不大，是基礎題．