Question

11．已知反應(yīng)3NaH+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$2Fe+3NaOH
（1）基態(tài)Fe原子核外共有26種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不相同的電子；Fe³⁺的價(jià)電子排布圖為．
（ 2）NaH的電子式為Na⁺[：H]^-；1mol NaOH含有的d鍵數(shù)目為，其中O原子的雜化類型為sp³；Fe³⁺可以和SCN^-形成配合物，該反應(yīng)是典型的可逆反應(yīng)，說明配位原子配位能力弱（填“強(qiáng)”或“弱”）．
（3）上述反應(yīng)中含Na的化合物晶體類型均為離子晶體；NaH的熔點(diǎn)顯著高于NaOH，主要原因是氫負(fù)離子的半徑小，所以氫化鈉的晶格能大于氫氧化鈉，所以NaH的熔點(diǎn)顯著高于NaOH．
（4）某種單質(zhì)鐵的晶體為體心立方堆積，則鐵原子的配位數(shù)為8；若r（Fe）表示Fe原子的半徑，單質(zhì)鐵的原子空間利用率為$\frac{\frac{8}{3}×π×{r}^{3}（Fe）}{[\frac{4}{\sqrt{3}}r（Fe）]^{3}}$[列出含r（Fe）的計(jì)算表達(dá)式）]．

Answer 1

分析 （1）基態(tài)Fe原子有26個(gè)電子，所以有26種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不相同的電子；Fe³⁺的價(jià)電子排布式為3d⁵；
（2）NaH是離子化合物，陰離子是H^-，NaH的電子式為Na⁺[：H]^-；1mol NaOH含有的σ鍵數(shù)目為1molO-H鍵，其中O原子三對(duì)孤對(duì)電子對(duì)和一個(gè)σ鍵，雜化類型為 sp³；Fe³⁺可以和SCN^-形成配合物，該反應(yīng)是典型的可逆反應(yīng)，說明配位原子配位能力弱；
（3）氫氧化鈉和氫化鈉都是離子晶體；而氫負(fù)離子的半徑小，所以氫化鈉的晶格能大于氫氧化鈉；
（4）鐵為體心立方密堆積，則晶體中Fe原子的配位數(shù)為8；該晶胞中總鐵原子體積=2×$\frac{4}{3}$πr³，晶胞邊長(zhǎng)a=$\sqrt{\frac{16}{3}}$r，體心立方晶胞中晶體體積a³=（$\sqrt{\frac{16}{3}}$r）³，晶胞空間利用率=$\frac{鐵原子總體積}{晶胞體積}$×100%．

解答 解：（1）基態(tài)Fe原子有26個(gè)電子，所以有26種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不相同的電子；Fe³⁺的價(jià)電子排布式為3d⁵，則Fe³⁺的價(jià)電子排布圖為，
故答案為：26；；
（2）NaH是離子化合物，陰離子是H^-，NaH的電子式為Na⁺[：H]^-；1mol NaOH含有的σ鍵數(shù)目為1molO-H鍵，所以σ鍵數(shù)目為N_A，其中O原子三對(duì)孤對(duì)電子對(duì)和一個(gè)σ鍵，雜化類型為 sp³；Fe³⁺可以和SCN^-形成配合物，該反應(yīng)是典型的可逆反應(yīng)，說明配位原子配位能力弱，
故答案為：Na⁺[：H]^-；N_A；sp³；弱；
（3）氫氧化鈉和氫化鈉都是離子晶體；而氫負(fù)離子的半徑小，所以氫化鈉的晶格能大于氫氧化鈉，故答案為：離子；氫負(fù)離子的半徑小，所以氫化鈉的晶格能大于氫氧化鈉，所以NaH的熔點(diǎn)顯著高于NaOH；
（4）鐵為體心立方密堆積，則晶體中Fe原子的配位數(shù)為8；該晶胞中總鐵原子體積=2×$\frac{4}{3}$πr³，晶胞邊長(zhǎng)a=$\sqrt{\frac{16}{3}}$r，體心立方晶胞中晶體體積a³=（$\sqrt{\frac{16}{3}}$r）³，
晶胞空間利用率=$\frac{鐵原子總體積}{晶胞體積}$=$\frac{\frac{8}{3}×π×{r}^{3}（Fe）}{[\frac{4}{\sqrt{3}}r（Fe）]^{3}}$，故答案為：8；$\frac{\frac{8}{3}×π×{r}^{3}（Fe）}{[\frac{4}{\sqrt{3}}r（Fe）]^{3}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)的綜合考查，涉及核外電子排布、晶體類型的判斷、晶胞計(jì)算等，（4）為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，需要學(xué)生熟練掌握金屬晶胞結(jié)構(gòu)，具備一定的數(shù)學(xué)計(jì)算能力，難度中等．