Question

7．不銹鋼以其優(yōu)異的抗腐蝕性能越來越受到人們的青睞，它主要是由鐵、鉻、鎳、銅、碳等元素所組成的合金．
Ⅰ．氯化鐵溶液用于檢驗(yàn)食用香精乙酰乙酸乙酯時(shí)，會(huì)生成紫色配合物，其配離子結(jié)構(gòu)如圖1所示．

（1）此配合物中，鐵離子的價(jià)電子排布式為3d⁵．
（2）此配合物的-C₂H₅中C-H間形成化學(xué)鍵的原子軌道分別是碳原子的sp³雜化軌道；氫原子的1s軌道．
Ⅱ．（1）金屬鎳粉在CO氣流中輕微加熱，生成無色揮發(fā)性液體Ni（CO）_n，與Ni（CO）_n中配體互為等電子體的離子的化學(xué)式為CN^-或C₂^2-（寫出一個(gè)即可）．
（2）銅是第四周期最重要的過渡元素之一，其單質(zhì)及化合物具有廣泛用途．已知CuH晶體結(jié)構(gòu)單元如圖2所示．該化合物的密度為ρg/cm³，阿伏加德羅常數(shù)的值為N_A，則該晶胞中Cu原子與H原子之間的最短距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{4×65}{ρ{N}_{A}}}$cm（用含ρ和N_A的式子表示）．
Ⅲ．硼元素在化學(xué)中有很重要的地位，硼及其化合物廣泛應(yīng)用于永磁材料、超導(dǎo)材料、富燃料材料、復(fù)合材料等高新材料領(lǐng)域應(yīng)用．
（1）三氟化硼在常溫常壓下為具有刺鼻惡臭和強(qiáng)刺激性的無色有毒腐蝕性氣體，其分子的立體構(gòu)型為平面三角形，B原子的雜化類型為sp²．
（2）磷化硼是一種受到高度關(guān)注的耐磨涂料，它可用作金屬的表面保護(hù)層．圖3示意的是磷化硼的晶體結(jié)構(gòu)單元，則磷化硼的化學(xué)式為BP，微粒間存在的作用力為共價(jià)鍵．
（3）正硼酸（H₃BO₃）是一種片層狀結(jié)構(gòu)白色晶體，層內(nèi)的H₃BO₃分子間通過氫鍵相連（如圖4）．
①1mol H₃BO₃的晶體中有3mol氫鍵．
②硼酸溶于水應(yīng)生成弱電解質(zhì)一水合硼酸H₂O•B（OH）₃，它電離生成少量[B（OH）₄]^-和的H⁺離子．則硼酸為一元酸，[B（OH）₄]^-含有的化學(xué)鍵類型為共價(jià)鍵、配位鍵．

Answer 1

分析 I．（1）鐵元素是26號(hào)元素，鐵原子核外有26個(gè)電子，鐵原子失去3個(gè)電子變成鐵離子，根據(jù)構(gòu)造原理寫出其價(jià)電子排布式；
（2）根據(jù)碳原子含有的σ鍵和孤電子對(duì)個(gè)數(shù)確定雜化類型，碳原子的雜化軌道和氫原子的1s軌道形成化學(xué)鍵；
Ⅱ．（1）Ni（CO）₄中配體是CO，CO的等電子體是與其原子個(gè)數(shù)相等且價(jià)電子數(shù)相等的分子或離子；
（2）利用均攤法計(jì)算該晶胞中含有的銅原子和氫原子個(gè)數(shù)，再根據(jù)質(zhì)量、密度和體積之間的關(guān)系式計(jì)算，設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為a，再根據(jù)晶胞中Cu原子與H原子之間的最短距離為體對(duì)角線的$\frac{1}{4}$，據(jù)此答題；
Ⅲ．（1）首先判斷中心原子形成的δ鍵數(shù)目，然后判斷孤對(duì)電子數(shù)目，以此判斷雜化類型，結(jié)合價(jià)層電子對(duì)互斥模型可判斷分子的空間構(gòu)型；
（2）根據(jù)磷化硼的晶體結(jié)構(gòu)解答；
（3）①利用均攤法計(jì)算含1molH₃BO₃的晶體中的氫鍵；
②B原子外層3個(gè)電子，硼酸（H₃BO₃）結(jié)合水電離出的氫氧根離子顯較弱的酸性．

解答 解：I．（1）鐵元素是26號(hào)元素，其原子核外有26個(gè)電子，鐵原子失去3個(gè)電子變成鐵離子，其價(jià)電子排布式為：3d⁵，故答案為：3d⁵；
（2）甲基和乙基上的碳原子含有4個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以采用sp³雜化，碳碳雙鍵兩端的碳原子含有3個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以采取雜化sp²，-C₂H₅中C-H間碳原子的sp³雜化軌道和氫原子的1s軌道形成化學(xué)鍵，
故答案為：碳原子的sp³雜化軌道；氫原子的1s軌道；
Ⅱ．（1）CO分子中含有2個(gè)原子，其價(jià)電子個(gè)數(shù)是10，所以與Ni（CO）₄中配體互為等電子的離子是CN^-、C₂^2-；
故答案為：CN^-、C₂^2-；
（3）該晶胞中含有4個(gè)H原子，銅原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以該晶胞中含有4個(gè)銅原子4個(gè)氫原子，設(shè)該晶胞的邊長(zhǎng)為a，則a=$\root{3}{\frac{4×65}{ρ{N}_{A}}}$，再根據(jù)晶胞中Cu原子與H原子之間的最短距離為體對(duì)角線的$\frac{1}{4}$，而體對(duì)角線為$\sqrt{3}$a，所以Cu原子與H原子之間的最短距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{4×65}{ρ{N}_{A}}}$cm，故答案為：$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{4×65}{ρ{N}_{A}}}$；
Ⅲ．（1）BF₃中B原子形成3個(gè)δ鍵，孤對(duì)電子數(shù)為$\frac{3-3×1}{2}$=0，BF₃中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+0=3，且不含孤電子對(duì)，所以空間構(gòu)型是平面三角形，中心原子是以sp²雜化，
故答案為：平面三角形；sp²；
（2）由圖可知，B原子分別與三個(gè)P原子形成共價(jià)鍵，則磷化硼的化學(xué)式為BP，所以微粒間存在的作用力為共價(jià)鍵，
故答案為：BP；共價(jià)鍵；
（3）①一個(gè)H₃BO₃分子對(duì)應(yīng)著6個(gè)氫鍵，一個(gè)氫鍵對(duì)應(yīng)著2個(gè)H₃BO₃分子，因此含有1 molH₃BO₃分子的晶體中有3mol氫鍵，故答案為：3；
②硼酸中B原子屬于缺電子原子，在水溶液中結(jié)合水電離出的氫氧根離子，B（OH）₃+H₂O?B（OH）₄^-+H⁺，破壞了水的電離平衡而使溶液顯酸性，所以硼酸為一元酸，[B（OH）₄]^-含有的化學(xué)鍵類型為共價(jià)鍵、配位鍵，
故答案為：一；共價(jià)鍵、配位鍵．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，題目難度中等，涉及晶胞的計(jì)算、價(jià)電子排布式的書寫、等電子體等知識(shí)點(diǎn)，對(duì)學(xué)生的空間想象有一定要求，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移應(yīng)用，注意信息的理解和綜合應(yīng)用．