Question

17．鐵、鈷、鎳等金屬及其化合物在工業(yè)上有重要用途．請回答：
（l）基態(tài)Fe³⁺的M層電子排布式為3s²3p⁶3d⁵；
（2）配合物Fe（CO）_n常溫下為液態(tài)，推測其品體屬于分子晶體（填晶體類型）．寫出兩種與配體CO互為等電子體的離子CN^-、C₂^2-（填化學式）．
（3）Co²⁺、Co³⁺ 都能形成配離子．用KCN處理含Co²⁺的鹽溶液，生成的[Co（CN）₆]^4-有強還原性，加熱時能與水反應生成[Co（CN）₆]^3-，該反應的離子方程式為2[Co（CN）₆]^4-+2H₂O═2[Co（CN）₆]^3-+H₂↑+2OH^-；；Co³⁺的另一種配合物
Co（NH₃）₅BrSO₄溶于水，加人BaCl₂ 溶液無明顯現(xiàn)象，該化合物在水中的電離方程式為Co（NH₃）₅BrSO₄=[Co（NH₃）₅SO₄]⁺+Br^-
（4）自然界的鎳礦中含有大量氧化鎳，其晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相同，該晶體中Ni²⁺的配位數(shù)為6；實驗室常利用丁二酮肟檢驗Ni^2十，其結(jié)構(gòu)如圖，分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比為15：2，其中碳原子的雜化類型為sp²和sp³．
（5）金屬鎳為面心立方最密堆積，密度為ρg/cm³，鎳的原子半徑是$\frac{\sqrt{2}}{4}$$\root{3}{\frac{236}{ρ•{N}_{A}}}$×10^-10（用字母表示）

Answer 1

分析 （1）Fe原子核外電子數(shù)為26，原子形成陽離子先按能層高低失去電子，能層越高的電子越容易失去，同一能層中按能級高低失去電子，能級越高越容易失去；
（2）Fe（CO）_x常溫下呈液態(tài)，熔沸點低可判斷Fe（CO）_x晶體屬于分子晶體；原子數(shù)目相等、價電子總數(shù)相等的微�；�為等電子體；
（3）[Co（CN）₆]^4-具有強還原性，能與水反應生成[Co（CN）₆]^3-與氫氣，根據(jù)原子守恒與電荷守恒可知還有OH^-生成；
（4）自然界的鎳礦中含有大量氧化鎳，其晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相同，一個鈉離子周圍6個氯離子，所以晶體中Ni²⁺的配位數(shù)為6；分子單鍵的數(shù)目為13個，雙鍵數(shù)目為2，所以分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比為15：2；甲基中的碳是sp³雜化，雙鍵兩端的碳是sp²雜化；
（5）金屬鎳原子的堆積方式為面心立方最密堆積，即鎳原子位于晶胞立方體的頂點和面心上，所以晶胞的面對角線等于鎳原子半徑的4倍，所以晶胞的邊長應為面對角線的$\frac{\sqrt{2}}{2}$，據(jù)此計算銅晶胞的體積．

解答 解：（1）Fe原子核外有26個電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，F(xiàn)e原子失去4s能級2個電子、3d能級1個電子形成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，則M層電子排布式為：3s²3p⁶3d⁵，
故答案為：3s²3p⁶3d⁵；
（2）Fe（CO）_x常溫下呈液態(tài)，熔沸點低可判斷Fe（CO）_x晶體屬于分子晶體；原子數(shù)目相等、價電子總數(shù)相等的微�；�為等電子體，與CO互為等電子體的離子有CN^-、C₂^2-，
故答案為：分子晶體；CN^-、C₂^2-；
（3）[Co（CN）₆]^4-具有強還原性，能與水反應生成[Co（CN）₆]^3-與氫氣，根據(jù)原子守恒與電荷守恒可知還有OH^-生成，反應離子方程式為：2[Co（CN）₆]^4-+2H₂O═2[Co（CN）₆]^3-+H₂↑+2OH^-，加人BaCl₂ 溶液無明顯現(xiàn)象，說明硫酸根離子是內(nèi)界，所以電離方程式為：Co（NH₃）₅BrSO₄=[Co（NH₃）₅SO₄]⁺+Br^-
，故答案為：2[Co（CN）₆]^4-+2H₂O═2[Co（CN）₆]^3-+H₂↑+2OH^-；Co（NH₃）₅BrSO₄=[Co（NH₃）₅SO₄]⁺+Br^-；
（4）自然界的鎳礦中含有大量氧化鎳，其晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相同，一個鈉離子周圍6個氯離子，所以晶體中Ni²⁺的配位數(shù)為6；分子單鍵的數(shù)目為13個，雙鍵數(shù)目為2，所以分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比為15：2；甲基中的碳是sp³雜化，雙鍵兩端的碳是sp²雜化，故答案為：6；15：2；sp²和sp³；
（5）鎳的晶胞為面心立方最密堆積，以頂點鎳原子研究，與之最近的鎳原子位于面心上，每個頂點鎳原子為12個面共用，所以鎳的配位數(shù)為12，晶胞中含有鎳原子數(shù)為$8×\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，設晶胞的邊長為a cm，則a³•ρ•N_A=4×59，所以a=$\root{3}{\frac{236}{ρ•{N}_{A}}}$，由于面對角線為$\sqrt{2}$a，面對角線的$\frac{1}{4}$為鎳原子半徑，所以鎳原子半徑為$\frac{\sqrt{2}}{4}$acm=$\frac{\sqrt{2}}{4}$$\root{3}{\frac{236}{ρ•{N}_{A}}}$×10^-10，故答案為：$\frac{\sqrt{2}}{4}$$\root{3}{\frac{236}{ρ•{N}_{A}}}$×10^-10．

點評 本題考查位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關系及應用，為高頻考點，側(cè)重考查了晶胞的結(jié)構(gòu)和晶胞的計算，注意均攤法的應用，對學生的觀察能力和空間想象能力有較高的要求，題目難度中等．