Question

【題目】硅鐵合金廣泛應(yīng)用于冶金工業(yè)，可用于鑄鐵時(shí)的脫氧劑、添加劑等，回答下列問題：

（1）基態(tài)Fe原子價(jià)層電子的電子排布圖為________，基態(tài)Si原子電子占據(jù)最高能級(jí)的電子云輪廓圖為________形。

（2）綠簾石的組成為，將其改寫成氧化物的形式為_____________.

（3）分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為________，分子的立體構(gòu)型為________；四鹵化硅的熔、沸點(diǎn)如下，分析其變化規(guī)律及原因________________________________。

熔點(diǎn)/K	182.8	202.7	278.5	393.6
沸點(diǎn)/K	177.4	330.1	408	460.6

（4）可與乙二胺（，簡(jiǎn)寫為en）發(fā)生如下反應(yīng)：。的中心離子的配位數(shù)為________；中的配位原子為________。

（5）在硅酸鹽中，四面體（圖a）通過共用頂角氧離子可形成多種結(jié)構(gòu)形式。圖b為一種多硅酸根，其中Si原子的雜化形式為________，化學(xué)式為________________。

O· Si
圖a	圖b

Answer 1

【答案】 啞鈴 4CaOFe2O32Al2O36SiO2H2O 4 正四面體形 熔、沸點(diǎn)依次升高，原因是分子結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子量依次增大，分子間作用力逐漸增強(qiáng) 6 O和N sp3 或Si2O52-

【解析】

(1)基態(tài)Fe原子價(jià)層電子為其3d、4s能級(jí)上電子；基態(tài)Si原子電子占據(jù)的能級(jí)有1s、2s、2p，最高能級(jí)為2p；

(2)綠簾石的組成為Ca2FeAl2(SiO4) (Si2O7)O(OH)，將其改寫成氧化物的形式時(shí)應(yīng)結(jié)合元素的化合價(jià)，依次寫出金屬氧化物、非金屬氧化物、最后是水，并注意原子的最簡(jiǎn)單整數(shù)比不變；

(3)SiCl4分子的中心原子為Si，形成4個(gè)σ鍵，具有甲烷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；由表中數(shù)據(jù)可知四鹵化硅的沸點(diǎn)逐漸升高，為分子晶體，沸點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量有關(guān)；

(4)配離子為[Fe(H2O)6]2+，中心離子為Fe3+，配體為H2O，[Fe(H2O)4(en)]2+中配體為H2O和en，根據(jù)孤對(duì)電子確定配位原子；

(5)硅酸鹽中的硅酸根(SiO44-)為正四面體結(jié)構(gòu)，所以中心原子Si原子采取了sp3雜化方式；圖中為一種無限長(zhǎng)層狀結(jié)構(gòu)的多硅酸根，圖中一個(gè)SiO44-四面體結(jié)構(gòu)單元中其中有3個(gè)氧原子的貢獻(xiàn)率為。

(1)基態(tài)Fe原子的核外價(jià)電子排布式為[Ar]3d64S2，基態(tài)Fe原子價(jià)層電子為其3d、4s能級(jí)上電子，則基態(tài)Fe原子的核外價(jià)電子排布圖為；基態(tài)Si原子電子占據(jù)的能級(jí)有1s、2s、2p，最高能級(jí)為2p，其電子云輪廓圖為啞鈴形；

(2)綠簾石的組成為Ca2FeAl2(SiO4) (Si2O7)O(OH)，將其改寫成氧化物的形式為4CaOFe2O32Al2O36SiO2H2O；

(3)SiCl4分子的中心原子為Si，形成4個(gè)σ鍵，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，具有正四面體結(jié)構(gòu)；四鹵化硅的沸點(diǎn)逐漸升高，為分子晶體，沸點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量有關(guān)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，沸點(diǎn)越高；

(4)配離子為[Fe(H2O)6]2+，中心離子為Fe3+，配體為H2O，則配位數(shù)為6；中配體為H2O和en，其中O和N原子均能提供孤對(duì)電子，則配位原子為O和N；

(5)硅酸鹽中的硅酸根(SiO44-)為正四面體結(jié)構(gòu)，所以中心原子Si原子采取了sp3雜化方式；圖(b)為一種無限長(zhǎng)層狀結(jié)構(gòu)的多硅酸根，圖(a)中一個(gè)SiO44-四面體結(jié)構(gòu)單元中其中有3個(gè)氧原子的貢獻(xiàn)率為，SiO44-四面體結(jié)構(gòu)單元含有1個(gè)硅、氧原子數(shù)目=1+3×=2.5，Si、O原子數(shù)目之比為1:2.5=2:5，故化學(xué)式或Si2O52-。