Question

【題目】鐵和鈷是兩種重要的過(guò)渡元素。

(1)鈷位于元素周期表第四周期Ⅷ族，其基態(tài)原子中未成對(duì)電子個(gè)數(shù)為___________。

(2)基態(tài)Fe3+的核外電子排布式___________

(3)鐵氧體是一種磁性材料，工業(yè)上制備時(shí)常采用水解法，制備時(shí)常加入尿素(CO(NH2)2)、醋酸鈉等堿性物質(zhì)。尿素分子中所含非金屬元素的電負(fù)性由大到小的順序是___________，分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為___________。醋酸鈉中碳原子的雜化類型___________。

(4)鐵氧體也可使用沉淀法，制備時(shí)常加入氨(NH3)、聯(lián)氨(N2H4)等弱堿，已知氨(NH3熔點(diǎn)：－77.8%℃、沸點(diǎn)：－33.5%℃)，聯(lián)氨(N2H4熔點(diǎn)：2℃、沸點(diǎn)：113.5°C)解釋其熔沸點(diǎn)高低的主要原因______________________。

(5)Co(NH3)5BrSO4可形成兩種鈷的配合物，已知Co3+的配位數(shù)為6，為確定鉆的配合物的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)對(duì)兩種配合物進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在第一種配合物溶液中加入硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀，則第一種配合物的配體為___________。在第二種配合物溶液中加入硝酸銀溶液產(chǎn)生淡黃色沉淀。則第二種配合物的配體為___________。

(6)奧氏體是碳溶解在r-Fe中形成的一種間隙固溶體，無(wú)磁性，其晶胞為面心立方結(jié)構(gòu)，如上圖所示，則該物質(zhì)的化學(xué)式為___________。若品體密度為dg·cm－3，則晶胞中最近的兩個(gè)碳原子的距離為___________pm(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示，寫出簡(jiǎn)化后的計(jì)算式即可)。

Answer 1

【答案】3 1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5） O>N>C>H 7:1 sp2 、sp3 聯(lián)氨分子間形成氫鍵的數(shù)目多于氨分子形成的氫鍵 NH3、Br- NH3、 SO42- FeC（Fe4C4）

【解析】

（1）根據(jù)鈷在元素周期表的位置，結(jié)合其電子排布式判斷未成對(duì)電子個(gè)數(shù)；

（2）依據(jù)基態(tài)Fe的核外電子排布式判斷失去最外層3個(gè)電子后的電子排布式；

（3）CO(NH2)2分子由C、N、H、O原子構(gòu)成，根據(jù)同一周期元素電負(fù)性依次增大，同一主族元素電負(fù)性逐漸減小的規(guī)律進(jìn)行分析；共價(jià)單鍵有1個(gè)σ鍵，共價(jià)雙鍵有1個(gè)σ鍵與1個(gè)π鍵，結(jié)合成鍵規(guī)律及其分子結(jié)構(gòu)式分析作答；醋酸鈉含單鍵與碳氧雙鍵，結(jié)合雜化軌道理論進(jìn)行分析；

（4）考慮氫鍵對(duì)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)的影響；

（5）配合物的外界和內(nèi)界之間通常形成離子鍵，外界的離子可以電離，而內(nèi)界的配體離子難以電離。

（1）鈷是27號(hào)元素，位于元素周期表第四周期Ⅷ族，其基態(tài)原子的電子排布式為：1s22s22p63s23p63d74s2，則在3d能級(jí)的原子軌道中有3個(gè)未成對(duì)電子，

故答案為：3；

（2）因Fe原子序數(shù)為26，位于第四周期Ⅷ族，其基態(tài)原子的電子排布式為：1s22s22p63s23p63d64s2，則基態(tài)Fe3+的核外電子排布式1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5），

故答案為：1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5）；

（3）同一周期中從左到右元素的電負(fù)性依次增大，同一主族元素從上到下電負(fù)性逐漸減小，則C、N、H、O的電負(fù)性由大到小的順序是O>N>C>H；CO(NH2)2的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，可看出分子內(nèi)共有7個(gè)σ鍵與1個(gè)π鍵，則σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)比為7:1；醋酸根離子的中心碳原子不提供孤對(duì)電子，醋酸分子中兩個(gè)碳原子處于中心位置,甲基碳原子sp3雜化,羧基碳原子sp2雜化，故其雜化類型為sp2 、sp3，

故答案為：O>N>C>H；7:1；sp2 、sp3；

（4）N2H4與NH3相比，其分子間的氫鍵數(shù)目較氨分子形成的氫鍵多，則N2H4熔沸點(diǎn)會(huì)相對(duì)升高，

故答案為：聯(lián)氨分子間形成氫鍵的數(shù)目多于氨分子形成的氫鍵；

（5）Co(NH3)5BrSO4可形成兩種鈷的配合物，已知Co3+的配位數(shù)為6。在第一種配合物溶液中加硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀，白色沉淀是硫酸銀，說(shuō)明第一種配體不是硫酸根，硫酸根是外界的離子，而溴離子是內(nèi)界的配體，則第一種配合物的配體為NH3、Br-；在第二種配合物溶液中加入硝酸銀溶液產(chǎn)生淡黃色沉淀，則沉淀為溴化銀，則配體不可能是Br-，即第一種配合物的配體為NH3、SO42-。

故答案為：NH3、Br-；NH3、SO42-；

（6）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中鐵原子個(gè)數(shù)為8×1/8+6×1/2 = 4，碳原子個(gè)數(shù)為1+12×1/4 = 4，因此該物質(zhì)的化學(xué)式為FeC（Fe4C4）；晶胞中最近的兩個(gè)碳原子之間的距離為面對(duì)角線的一半，晶胞的邊長(zhǎng) = = cm，則面對(duì)角線為 cm×，所以晶胞中最近的碳原子之間的距離 = = pm，

故答案為：FeC（Fe4C4）； pm。