Question

【題目】近期我國(guó)學(xué)者研制出低成本的電解“水制氫”催化劑——鎳摻雜的磷化鈷三元納米片電催化劑（）。回答下列問(wèn)題：

(1)Co在元素周期表中的位置為_________，Co2+價(jià)層電子排布式為______________。

(2)Co、Ni可形成、、等多種配合物。

①的空間構(gòu)型為__________，中N原子的雜化軌道類型為_________。

②C、N、O、S四種元素中，第一電離能最大的是_____________。

③中含有σ鍵的數(shù)目為__________；已知NF3比NH3的沸點(diǎn)小得多，試解釋原因________________________________________。

(3)常用丁二酮肟來(lái)檢驗(yàn)Ni2+，反應(yīng)如下：

Ni2+(aq)+2 2H+(aq)

①1個(gè)二（丁二酮肟）合鎳（Ⅱ）中含有_________________個(gè)配位鍵。

②上述反應(yīng)的適宜為_________________（填字母序號(hào)）

A.12 B.5～10 C.1

(4)磷化硼是一種備受關(guān)注的耐磨涂料，其晶體中磷原子作面心立方最密堆積，硼原子填入四面體空隙中（如圖）。已知磷化硼晶體密度為，計(jì)算晶體中硼原子和磷原子的最近核間距為___________。

Answer 1

【答案】第四周期第Ⅷ族 3d7 正四面體形 sp2 N 24NA NH3分子間存在氫鍵 4 B

【解析】

(1)Co為27號(hào)元素，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族；基態(tài)Co原子價(jià)層電子排布為3d74s2，失去最外層2個(gè)電子形成Co2+，所以Co2+的價(jià)層電子排布為3d7；

(2)①硫酸根中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為，無(wú)孤對(duì)電子，所以空間構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu)；NO3-中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為，所以為sp2雜化；

②同主族元素自上而下第一電離能逐漸減小，同周期元素自左向右第一電離能呈增大趨勢(shì)，但第I IA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以4中元素中第一電離能最大的為N元素；

③6個(gè)NH3與Co2+之間形成6個(gè)配位鍵，屬于σ鍵，每個(gè)氨氣分子中的氮?dú)滏I也為σ鍵，共6+3×6=24，所以1mol[Co(NH3)6]Cl2含有的σ鍵個(gè)數(shù)為24NA；N元素電負(fù)性較大，所以NH3分子間存在氫鍵，沸點(diǎn)較高；

(3)①根據(jù)N原子的成鍵特點(diǎn)可知，在二(丁二酮肟)合鎳中N原子和Ni2+形成的化學(xué)鍵均為配位鍵，所以1個(gè)二(丁二酮肟)合鎳中含有4個(gè)配位鍵；

②堿性太強(qiáng)容易生成Ni(OH)2沉淀，酸性太強(qiáng)大量的氫離子存在不利于二(丁二酮肟)合鎳的生成，所以適宜的pH應(yīng)為B：5~10；

(4)由圖可知，1個(gè)晶胞中含有4個(gè)B原子和4個(gè)P原子，故晶胞質(zhì)量，設(shè)邊長(zhǎng)為acm，則晶胞的體積V=a3cm3，故晶胞密度，解得；晶體中硼原子和磷原子的最近核間距為品胞體對(duì)角線的，體對(duì)角線長(zhǎng)度為晶胞邊長(zhǎng)的倍，所以晶體中硼原子和磷原子的最近核間距。