Question

4．第四周期的過渡元素在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學技術以及人類生活等方面有重要作用．其  中Ni-Cr-Fe合金是常用的電熱元件材料．請回答：
（1）基態(tài)Ni原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²；第二周期中基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Ni相同且電負性大的元素為O．金屬鎳粉在CO氣流中輕微加熱，生成無色揮發(fā)性液態(tài)Ni（ CO）₄，該分子呈正四面體構型．試推測Ni（CO）₄的晶體類型為分子晶體，Ni（CO）₄易溶于下列BC（填選項字母）中．
A．水    B．四氯化碳    C．苯    D．硫酸鎳溶液
（ 2）FeO、NiO晶體中r（Ni²⁺）和r（Fe²⁺）分別為69pm和78pm，則熔點NiO＞FeO（填“＞”或“＜”），原因為r（Ni²⁺）小于r（Fe²⁺），NiO的晶格能大于FeO；黃血鹽是一種配合物，其化學式為K₄[Fe（CN）₆]•3H₂O，該配合物中配體的化學式為CN^-，黃血鹽溶液與稀硫酸加熱時發(fā)生非氧化還原反應，生成硫酸鹽和一種與該配體互為等電子體的氣態(tài)化合物，該反應的化學方程式為K₄[Fe（CN）₆].3H₂O+6H₂SO₄+3H₂O$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$2K₂SO₄+FeSO₄+3（NH₄）₂SO₄+6CO↑．
（3）酸性227能氧化硝基苯酚，鄰硝基苯酚和對硝基苯酚在20℃水中的溶解度之比為0.39，其原因為鄰硝基苯酚形成分子內(nèi)氫鍵，降低其在水中的溶解度；對硝基苯酚與水形成分子間氫鍵，增大了溶解度．
（4）在鉻的硅酸鹽中，4-四面體[如下圖（a）]通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大結(jié)構型式．圖（b）為一種鏈狀結(jié)構的多硅酸根，其中Si原子的雜化形式為sp³，其化學式為SiO₃^2-．

Answer 1

分析 （1）Ni是28號元素，核外有28個電子，分四層排布；Ni有2個未成對電子根據(jù)第二周期元素的電子排布分析；沸點較低的晶體一般為分子晶體，分子晶體一般易溶于有機溶劑；
（2）NiO、FeO的晶體結(jié)構類型均與氯化鈉的相同，由于離子電荷相同，離子半徑越大，晶格能越小，熔點越低；K₄[Fe（CN）₆]•3H₂O中CN^-為配體；K₄[Fe（CN）₆].3H₂O與H₂SO₄在加熱條件下反應，沒有元素化合價的變化，則生成K₂SO₄、FeSO₄、（NH₄）₂SO₄、CO；
（3）形成分子間氫鍵能增大物質(zhì)的溶解性，形成分子內(nèi)氫鍵，減小物質(zhì)的溶解性；
（4）硅酸鹽中的硅酸根（SiO₄^4-）為正四面體結(jié)構，所以中心原子Si原子采取了sp³雜化方式；根據(jù)圖（b）的一個結(jié)構單元中含有1個硅、3個氧原子，化學式為SiO₃^2-．

解答 解：（1）Ni是28號元素，核外有28個電子，分四層排布，其電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²；Ni有2個未成對電子，第二周期元素未成對電子數(shù)為2的元素有C、O，其中電負性大的是O；金屬鎳粉在CO氣流中輕微加熱，生成無色揮發(fā)性液態(tài)Ni（CO）₄，應為分子晶體，呈正四面體構型，應為非極性分子，易溶于非極性溶劑；
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²；O；分子晶體；BC；
（2）NiO、FeO的晶體結(jié)構類型均與氯化鈉的相同，說明二者都是離子晶體，離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關，離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，晶格能越大，熔點越高，由于Ni²⁺的離子半徑小于Fe²⁺的離子半徑，屬于熔點是NiO＞FeO；K₄[Fe（CN）₆]•3H₂O中CN^-為配體；K₄[Fe（CN）₆].3H₂O與硫酸在加熱條件下反應生成K₂SO₄、CO、FeSO₄、（NH₄）₂SO₄，則其反應方程式為：K₄[Fe（CN）₆].3H₂O+6H₂SO₄+3H₂O$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$2K₂SO₄+FeSO₄+3（NH₄）₂SO₄+6CO↑；
故答案為：＞；r（Ni²⁺）小于r（Fe²⁺），NiO的晶格能大于FeO；CN^-；K₄[Fe（CN）₆].3H₂O+6H₂SO₄+3H₂O$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$2K₂SO₄+FeSO₄+3（NH₄）₂SO₄+6CO↑；
（3）形成分子間氫鍵能增大物質(zhì)的溶解性，形成分子內(nèi)氫鍵，減小物質(zhì)的溶解性，鄰硝基苯酚形成分子內(nèi)氫鍵，降低其在水中的溶解度，對硝基苯酚與水形成分子間氫鍵，增大了溶解度；
故答案為：鄰硝基苯酚形成分子內(nèi)氫鍵，降低其在水中的溶解度；對硝基苯酚與水形成分子間氫鍵，增大了溶解度；
（4）硅酸鹽中的硅酸根（SiO₄^4-）為正四面體結(jié)構，所以中心原子Si原子采取了sp³雜化方式；
根據(jù)圖（b）的一個小的結(jié)構單元中含有1個硅，2個氧原子屬于該結(jié)構，還有2個與其它結(jié)構單元共用，則O原子數(shù)為2+2×$\frac{1}{2}$=3，所以化學式為SiO₃^2-；
故答案為：sp³；SiO₃^2-．

點評 本題考查較為綜合，題目難度較大，涉及電子排布式、配位鍵、分子的性質(zhì)、物質(zhì)熔點的比較、物質(zhì)結(jié)構圖的分析應用等問題，注意電子排布式的書寫方法，把握雜化類型的判斷，為物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)經(jīng)常考查問題．