Question

14．過(guò)渡金屬元素鐵、鈷、鎳性質(zhì)相近，通常稱為鐵系元素（鐵磁性物質(zhì)）．
（1）活性Ni催化劑使用長(zhǎng)久后會(huì)部分轉(zhuǎn)化為Ni₂O₃而降低催化效率．一種Ni再生的方法是：先用CO將含有Ni和Ni₂O₃的催化劑還原得到粗鎳；再在一定溫度下使粗鎳中的Ni與CO結(jié)合成Ni（CO）₄；最后在180℃的溫度下使Ni（CO）₄重新分解產(chǎn)生活性Ni．
①若某鎳離子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷，則該鎳離子中Ni元素的化合價(jià)為+3．
②Ni（CO）₄是一種無(wú)色液體，沸點(diǎn)為42.1℃，熔點(diǎn)為-19.3℃．Ni（CO）₄的晶體類型是分子晶體．請(qǐng)寫(xiě)出一種由第2周期主族元素組成的且與CO互為等電子體的陰離子的電子式．
（2）如圖為三種不同晶體的晶胞結(jié)構(gòu)圖：

①圖I為γ-Fe結(jié)構(gòu)中每個(gè)鐵原子周圍距離最近且相等的鐵原子數(shù)目為12．
②圖II是元素Ni的一種碲（Te）化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，則該化合物的化學(xué)式為NiTe₂．
③圖III是一種鎳基合金儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖．該合金儲(chǔ)氫后，含1mol La的合金可吸附H₂的數(shù)目為3mol或3N_A．

Answer 1

分析 （1）①鎳原子核外電子數(shù)是28，根據(jù)鎳離子的核外電子排布式可知鎳元素化合價(jià)；
②分子晶體的熔沸點(diǎn)較低，價(jià)電子數(shù)相等、原子個(gè)數(shù)相等的微粒為等電子體；
（2）①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，以頂點(diǎn)上的鐵原子為例，距離最近且相等的鐵原子位于經(jīng)過(guò)該頂點(diǎn)的12個(gè)面的面心上，據(jù)此答題；
②利用均攤法確定其化學(xué)式；
③（6）根據(jù)均攤法，可計(jì)算出1mol La的合金可吸附H₂的數(shù)目．

解答 解：（1）①鎳原子核外電子數(shù)是28，根據(jù)鎳離子的核外電子排布式可知鎳離子的核外有25個(gè)電子，所以鎳元素化合價(jià)為+3價(jià)，
故答案為：+3；
②分子晶體的熔沸點(diǎn)較低，所以該物質(zhì)為分子晶體，由第二周期主族元素組成的且與CO互為等電子體的陰離子的電子式為，
故答案為：分子晶體；

（2）①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，以頂點(diǎn)上的鐵原子為例，距離最近且相等的鐵原子位于經(jīng)過(guò)該頂點(diǎn)的12個(gè)面的面心上，所以每個(gè)鐵原子周圍距離最近且相等的鐵原子數(shù)目為12，
故答案為：12；
②該晶胞中鎳原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$，Te原子個(gè)數(shù)=2，則該晶胞中鎳和碲原子個(gè)數(shù)之比為1：2，則其化學(xué)式為：NiTe₂，
故答案為：NiTe₂；
③根據(jù)均攤法，可知每個(gè)晶胞中含有La原子為8×$\frac{1}{8}$=1，而每個(gè)晶胞中含有氫分子的個(gè)數(shù)為：8×$\frac{1}{4}$+2×$\frac{1}{2}$=3，所以1mol La的合金可吸附H₂的數(shù)目為3mol，
故答案為：3 mol或3N_A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及等電子體、晶體的計(jì)算、核外電子排布式的應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)，這些知識(shí)點(diǎn)都是高考熱點(diǎn)，學(xué)會(huì)根據(jù)均攤法確定物質(zhì)的化學(xué)式，難度中等．