题目内容
【题目】钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。
(1)钛铁合金是钛系储氢合金的代表，该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。
① Ti的基态原子价电子排布式为________；
② Fe的基态原子共有______种不同能级的电子；
(2)制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7＋3CCl4=2KCl＋2CrO2Cl2＋3COCl2↑。
① 上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是_______；
② COCl2分子中σ键和π键的个数比为______，中心原子的杂化方式为_______；
(3)NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同，其中Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为6.9×10－2 nm和7.8×10－2 nm。则熔点：NiO_______(填“＞”、“＜”或“＝”)FeO。
(4)铁的某种单质的晶胞为面心立方结构，原子的配位数为_______，若铁原子半径为a nm，则该单质的密度为_______g/cm3；
(5)Fe2O3与KNO3和KOH固体高温加热可制备一种“绿色”环保高效净水剂K2FeO4(高铁酸钾)，其中KNO3被还原为KNO2，写出该反应方程式_________。
【答案】3d24s2 7 O＞Cl＞C 3∶1 sp2 ＞ 12 
Fe2O3+3KNO3+4KOH
2K2FeO4+3KNO2+2H2O
【解析】
(1)Ti是22号元素，Fe是26号元素，根据原子核外电子排布规律分析解答；
(2)①反应式中非金属元素有三种：O、C、Cl，结合化合物CCl4、氯的氧化物中元素化合价判断；
②根据1个单键是1个σ键，1个双键中含有1个σ键和1个π键以及COCl2分子的结构式来解答；
(3)离子晶体的熔点与晶格能的大小有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，熔点越高；
(4)铁的某种单质的晶胞为面心立方结构，晶胞结构图为
，根据均摊法求出晶胞中铁原子个数；晶胞的面对角线为铁原子半径的4倍，结合密度的计算公式分析解答；
(5)Fe2O3与KNO3和KOH固体高温加热生成K2FeO4和KNO2，根据氧化还原反应的原理分析书写并配平反应的方程式。
(1)①Ti是22号元素，位于元素周期表中第四周期第IVB族，故Ti的基态原子价电子排布式为 3d24s2，故答案为：3d24s2；
②Fe是26号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，原子核外有1s、2s、3s、4s、2p、3p、3d共7个能级，故答案为：7；
(2)①反应式中非金属元素有三种：O、C、Cl，在CCl4中C表现正化合价、Cl表现负化合价，在氯的氧化物如Cl2O7等中氯为正价，O为-2价，电负性越大，对键合电子吸引力越大，元素相互化合时该元素表现负价，故电负性：O＞Cl＞C，故答案为：O＞Cl＞C；
②COCl2分子中有1个C=O键和2个C-Cl键，所以COCl2分子中σ键的数目为3，π键的数目为1，个数比3∶1，中心原子C的价电子对数=3+
=3，故中心原子C的杂化方式为sp2，故答案为：3∶1；sp2；
(3)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与晶格能的大小有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，熔点越高。由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径，因此熔点：NiO＞FeO，故答案为：＞；
(4)铁的某种单质的晶胞为面心立方结构，晶胞结构图为，处于面心的铁原子与周围12个铁原子的距离最短，且相等，铁原子的配位数为12，该晶胞中铁原子个数=8×
+6×
=4，则晶胞的质量=
g，若铁原子半径为a nm，则晶胞的面对角线为4a nm，则棱长=
×4a nm，因此该单质的密度为
=
=g/cm3，故答案为：12；；
(5)Fe2O3与KNO3和KOH固体高温加热生成K2FeO4(高铁酸钾)， KNO3被还原为KNO2，该反应方程式为Fe2O3+3KNO3+4KOH2K2FeO4+3KNO2+2H2O，故答案为：Fe2O3+3KNO3+4KOH2K2FeO4+3KNO2+2H2O。
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