Question

3．（1）寫出Fe²⁺的最高能層的電子排布式：3s²3p⁶3d⁶．將Fe₂O₃、KNO₃、KOH混合加熱共融可制取綠色凈水劑K₂FeO₄，其中KNO₃被還原為KNO₂，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O．
（2）[Cr（H₂O）₄Cl₂]Cl•2H₂O中Cr的配位數(shù)為6；已知CrO₅中Cr為+6價(jià)，則CrO₅的結(jié)構(gòu)式為．
（3）金屬鎳粉在CO氣流中輕微加熱，生成無色揮發(fā)性液體Ni（CO）_n，該物質(zhì)的中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18，則n=4．
（4）金剛砂（SiC）結(jié)構(gòu)與金剛石結(jié)構(gòu)相似，若將金剛石晶體中一半的C原子換成Si原子且同種原子不成鍵，則得到金剛砂（SiC）結(jié)構(gòu)．
①SiC是原子晶體，鍵角是109°28′．
②如果我們以一個(gè)硅原子為中心，設(shè)SiC晶體中硅原子與其最近的碳原子的最近距離為d，則與硅原子次近的第二層有12個(gè)原子，離中心原子的距離是$\frac{2\sqrt{6}}{3}d$．
（5）銅是第四周期最重要的過渡元素之一，其單質(zhì)及化合物具有廣泛用途．CuH的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，若CuH的密度為d g•cm^-3，阿伏加德羅常數(shù)的值為N_A，則該晶胞的邊長為$\root{3}{\frac{260}{dN{\;}_{A}}}$cm（用含d和N_A的式子表示）．

Answer 1

分析 （1）鐵是26號(hào)元素，鐵原子核外有26個(gè)電子，鐵原子失去2個(gè)電子變?yōu)镕e²⁺，根據(jù)構(gòu)造原理寫出Fe²⁺基態(tài)離子核外電子排布式與最高能層的電子排布式；將Fe₂O₃、KNO₃、KOH混合加熱共融可制取綠色凈水劑K₂FeO₄，其中KNO₃被還原為KNO₂，同時(shí)還生成KNO₂和H₂O，依據(jù)化學(xué)方程式的書寫原則，原子守恒，氧化還原反應(yīng)的化合價(jià)升降總數(shù)相同進(jìn)行配平；
（2）根據(jù)配合物組成判斷配位數(shù)，CrO₅中存在過氧鍵、Cr-O鍵、Cr=O，在4個(gè)Cr-O鍵中Cr為+1價(jià)，在Cr=O鍵注重Cr為+2價(jià)，以此書寫結(jié)構(gòu)式；
（3）Ni的價(jià)電子數(shù)為10，每個(gè)配體提供一個(gè)電子對，根據(jù)10+2n=18計(jì)算；
（4）①碳化硅是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，為原子晶體，每個(gè)硅原子連接4個(gè)碳原子，形成正四面體結(jié)構(gòu)；
②距離中心Si最近的第一層的4個(gè)C原子，每一個(gè)又連接著另外3個(gè)Si原子，這12個(gè)Si原子平均分布在一個(gè)球面上，根據(jù)直角三角形計(jì)算正四面體的邊長；
（5）利用均攤法計(jì)算該晶胞中含有的銅原子和氫原子個(gè)數(shù)，再根據(jù)質(zhì)量、密度和體積之間的關(guān)系式ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算．

解答 解：（1）鐵是26號(hào)元素，鐵原子核外有26個(gè)電子，鐵原子失去2個(gè)電子變?yōu)镕e²⁺，根據(jù)構(gòu)造原理知，該離子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶，最高能層的電子排布式：3s²3p⁶3d⁶；
將Fe₂O₃、KNO₃、KOH混合加熱共融可制取綠色凈水劑K₂FeO₄，其中KNO₃被還原為KNO₂，同時(shí)還生成KNO₂和H₂O，配平得到化學(xué)方程式為：Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O；
故答案為：3s²3p⁶3d⁶；Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O；
（2）[Cr（H₂O）₄Cl₂]Cl•2H₂O中Cr與4個(gè)H₂O，2個(gè)Cl^-形成配位鍵，所以配位數(shù)為6，CrO₅中存在過氧鍵、Cr-O鍵、Cr=O，在4個(gè)Cr-O鍵中Cr為+1價(jià)，在Cr=O鍵中Cr為+2價(jià)，則結(jié)構(gòu)式為；
故答案為：6；；
（3）Ni的價(jià)電子數(shù)為10，每個(gè)配體提供一個(gè)電子對，則10+2n=18，故n=4，
故答案為：4；
（4）①碳化硅是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，為原子晶體，每個(gè)硅原子連接4個(gè)碳原子，形成正四面體結(jié)構(gòu)，其鍵角為109°28′；
故答案為：原子；109°28′；
②距離中心Si最近的第一層的4個(gè)C原子，每一個(gè)又連接著另外3個(gè)Si原子，則與硅原子次近的第二層有12個(gè)Si原子，這12個(gè)Si原子平均分布在一個(gè)球面上，F(xiàn)是C原子，A、B、C、D分別代表一個(gè)Si原子，AB、AC、AD、BC、BD、CD的邊長相等，AF、BF的長相等為d，F(xiàn)位于體心上，O位于正三角形BCD的重心上，在正三角形BCD中，BE為三角形BCD的高，則CE為BC的一半，如圖，設(shè)正四面體的邊長為x，CE的長為0.5x，BE=$\sqrt{{x}^{2}-（0.5x）{\;}^{2}}$，BO與OE的長之比為2：1，則BO的長為$\frac{\sqrt{3}}{2}$x×$\frac{2}{3}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$x，在三角形ABO中，AO的長=${\sqrt{{x}^{2}-（\frac{\sqrt{3}}{3}x）}}^{2}$=$\frac{\sqrt{6}}{3}x$，在三角形BFO中，OF的長=$\frac{\sqrt{6}}{3}$x-d=$\sqrt{1xlvnpz^{2}-（\frac{\sqrt{3}}{3}x}）^{2}$，x=$\frac{2\sqrt{6}}{3}d$，
故答案為：12；$\frac{2\sqrt{6}}{3}d$；
（5）該晶胞中含有4個(gè)H原子，銅原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以該晶胞中含有4個(gè)銅原子4個(gè)氫原子，設(shè)該晶胞的邊長為a，則d=$\frac{\frac{4×（64+1）}{{N}_{A}}}{{a}^{3}}$，所以a=$\root{3}{\frac{260}{dN{\;}_{A}}}$，
故答案為：$\root{3}{\frac{260}{dN{\;}_{A}}}$．

點(diǎn)評 本題考查較為綜合，題目難度較大，涉及晶胞的計(jì)算、價(jià)電子排布式的書寫、等電子體、化學(xué)鍵等知識(shí)點(diǎn)，晶胞的計(jì)算是學(xué)習(xí)難點(diǎn)，應(yīng)熟練掌握．