Question

鐵和銅都是日常生活中常見的金屬，有著廣泛的用途．請回答下列問題：
（1）鐵在元素周期表中的位置

 

．
（2）配合物Fe（CO）x常溫下呈液態(tài)，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷Fe（CO）x晶體屬于

 

（填晶體類型）．Fe（CO）x的中心原子價電子數(shù)與配體提供電子數(shù)之和為18，則x=

 

．Fe（CO）x在一定條件下發(fā)生反應：Fe（CO）x（s）?Fe（s）+xCO（g）．已知反應過程中只斷裂配位鍵，則該反應生成物含有的化學鍵類型有

 

．
（3）k₃[Fe（CN）₆]溶液可用于檢驗

 

（填離子符號）．CN-中碳原子雜化軌道類型為

 

，C、N、O三元素的第一電離能由大到小的順序為

 

（用元素符號表示）．
（4）銅晶體銅碳原子的堆積方式如圖1所示．
①基態(tài)銅原子的核外電子排布式為

 

．
②每個銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目

 

．
（5）某M原子的外圍電子排布式為3s²3p⁵，銅與M形成化合物的晶胞如圖2所示（黑點代表銅原子）．
①該晶體的化學式為

 

．
②已知銅和M的電負性分別為1.9和3.0，則銅與M形成的化合物屬于

 

（填“離子”、“共價”）化合物．
③已知該晶體的密度為g．cm^-3，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，則該晶體中銅原子和M原子之間的最短距離為

 

pm（只寫計算式）．

Answer 1

考點：晶胞的計算,元素電離能、電負性的含義及應用,金屬晶體的基本堆積模型,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：

分析：（1）鐵是26號元素，位于周期表中第四周期第ⅤⅢ族；
（2）分子晶體的熔沸點較低；配合物Fe（CO）_x的中心原子是鐵原子，其價電子數(shù)是8，每個配體提供的電子數(shù)是2，據(jù)此判斷x值；根據(jù)生成物判斷形成的化學鍵；
（3）K₃[Fe（CN）₆]遇Fe²⁺，出現(xiàn)特殊的藍色沉淀，可用于檢驗Fe²⁺，根據(jù)C原子價層電子對個數(shù)確定雜化方式；一般來說非金屬性越強，第一電離能越大，但是因為p軌道半充滿體系具有很強的穩(wěn)定性，會有特例，如N的p軌道本來就是半充滿的，O的p軌道失去一個電子才是半充滿的，所以O比N容易失去電子；
（4）①銅為29號元素，據(jù)此寫出基態(tài)銅原子的核外電子排布式；
②根據(jù)晶胞結構圖可知，銅為面心立方堆積，據(jù)此判斷每個銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目；
（5）根據(jù)價電子排布式判斷出X原子為Cl原子；
①利用均攤法計算得出；
②根據(jù)電負性差值判斷化合物類型；
③計算出一個晶胞中微粒數(shù)，利用化合物的摩爾質量和密度計算出晶胞邊長，根據(jù)晶胞的結構可知，銅原子和M原子之間的最短距離為立方體體對角線的

1

4

；

解答： 解：（1）鐵是26號元素，位于周期表中第四周期第ⅤⅢ族，
故答案為：第四周期第ⅤⅢ族；
（2）分子晶體的熔沸點較低，根據(jù)題給信息知，該物質的熔沸點較低，所以為分子晶體，配合物Fe（CO）_x的中心原子是鐵原子，其價電子數(shù)是8，每個配體提供的電子數(shù)是2，8+2x=18，x=5，F(xiàn)e（CO）₅在一定條件下發(fā)生分解反應：Fe（CO）₅=Fe（s）+5CO，反應生成Fe，所以形成的化學鍵為金屬鍵，
故答案為：分子晶體；5；金屬鍵；
（3）K₃[Fe（CN）₆]遇Fe²⁺，出現(xiàn)特殊的藍色沉淀，可用于檢驗Fe²⁺，CN^-中C原子價層電子對個數(shù)=1+

1

2

（4+1-1×3）=2，所以采取sp雜化；一般來說非金屬性越強，第一電離能大，但是因為p軌道半充滿體系具有很強的穩(wěn)定性．N的p軌道本來就是半充滿的．O的p軌道失去一個電子才是半充滿的．所以C、N、O三元素的第一電離能由大到小的順序為N＞O＞C，
故答案為：Fe²⁺；sp雜化；N＞O＞C；
（4）①銅為29號元素，基態(tài)銅原子的核外電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s¹ 或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：[Ar]3d¹⁰4s¹ 或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
②根據(jù)晶胞結構圖可知，銅為面心立方堆積，所以每個銅原子周圍距離最近的銅原子位于經過該原子的立方體的面的面心上，共有12個，
故答案為：12；
（5）根據(jù)價電子排布式判斷出X原子為Cl原子；
①由晶胞結構可知，Cu原子處于晶胞內部，晶胞中含有4個Cu原子，Cl原子屬于頂點與面心上，晶胞中含有Cl原子數(shù)目為8×

1

8

+6×

1

2

=4，故化學式為CuCl，
故答案為：CuCl；
②電負性差值大于1.7原子間易形成離子鍵，小于1.7原子間形成共價鍵，銅與X的電負性分別為1.9和3.0，差值為1.1小于1.7，形成共價鍵，
故答案為：共價；
③一個晶胞的摩爾質量為4×99.5g/mol，晶胞摩爾體積為

4×99.5

g

cm³，晶胞的邊長為

3	4×99.5 gNA

cm，根據(jù)晶胞的結構可知，銅原子和M原子之間的最短距離為立方體體對角線的

1

4

，而體對角線為晶胞邊長的

3

倍，所以銅原子和M原子之間的最短距離為

3

4

×

3	4×99.5 gNA

cm=

3

4

3	4×99.5 gNA

×10¹⁰pm，
故答案為：

3

4

3	4×99.5 gNA

×10¹⁰；

點評：本題考查較為全面，涉及到電子排布式、第一電離能、雜化類型的判斷、配合物以及有關晶體的計算，但解題具有較強的方法性和規(guī)律性，學習中注意總結如何書寫電子排布式，如何判斷分子空間構型以及有關晶體計算等方法．