Question

【题目】铁、铜及其化合物应用广泛。回答下列问题：

(1)基态铁原子核外最后一个电子填充在__________(填能级符号)，含有__________个成单电子，具有磁性。

(2)铁氰化钾是检验的重要试剂。

①铁氰化钾中，所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为__________。

②铁氰化钾中，不存在__________(填字母标号)。

A.离子键 B.σ键 C.π键 D.氢键 E.金属键

(3)血蓝蛋白是某些节肢动物体内能与氧气可逆结合的一种铜蛋白，其部分结构示意图如图。其中的化合价为_______价，的杂化类型是__________。

(4)合金可看作由如图所示的(a)、(b)两种原子层交替堆积排列而成。图中虚线构建的六边形，表示由这两种层平行堆积时垂直于层的相对位置；(c)是由(a)和(b)两种原子层交替堆积成合金的晶体结构图。在这种结构中，同一层的距离为。

①合金中__________。

②同一层中，原子之间的最短距离是__________，设为阿伏加德罗常数的值，若要求算晶体的密度，还需要知道的物理量是_________(钙、铜元素的相对原子质量为已知量)。

Answer 1

【答案】3d 4 DE +1 5 上下两层之间的最短距离或上下两层之间的最短距离

【解析】

(1)基态铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，3d能级的能量高于4s能级，据此分析；

(2)①铁氰化钾中，所涉及的元素有Fe，K，C，N，金属原子的第一电离能小于非金属原子，同周期的C和N，第一电离能N＞C，同周期的K，Fe，第一电离能呈现增大的趋势，由此判断；

②分析构成铁氰化钾配合物的粒子可知，该物质是离子化合物，含有CN-，CN-中存在C≡N三键；

(3)如结构示意图所示，其中与氮原子形成配位键，但一个单位正电荷，所带电荷来自于铜，与铜相结合的氮原子与碳原子形成碳氮双键，与氢结合的氮原子，成键电子对数为3，孤电子对数为1，结构类似氨气；

(4)①根据c图，利用均摊法计算合金中x；

②同一层中，六边形中心上的Ca原子和边上的两个Ca原子形成正三角形，所以Ca原子之间的最短距离是六边形边长=2××(同层相邻Ca-Cu距离)；计算晶胞的密度要计算晶胞的体积。

(1)基态铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，3d能级的能量高于4s能级，则先填充4s能级，最后填充3d能级，根据泡利原理和洪特规则，3d能级上有4个单电子；

(2)①铁氰化钾中，所涉及的元素有Fe，K，C，N，金属原子的第一电离能小于非金属原子，同周期的C和N，第一电离能N＞C，同周期的K，Fe，第一电离能呈现增大的趋势，由此判断；所以所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为：N＞C＞Fe＞K，

②铁氰化钾属于配合物，由K+、Fe3+和CN构成，是离子化合物，存在离子键，含有CN，CN中存在C≡N三键，一个C≡N由1个σ键和2个π键组成，化合物中不存在氢键和金属键，答案选DE；

(3)如结构示意图所示，其中与氮原子形成配位键，带一个单位正电荷，所带电荷来自于铜，其中的化合价为+1价；与铜相结合的氮原子与碳原子形成碳氮双键，为sp2杂化，与氢结合的氮原子，成键电子对数为3，孤电子对数为1，结构类似氨气，氮原子为sp3杂化；

(4)①该晶胞中Ca原子个数=12×+2×=3、Cu原子个数=12×+6×+6=15，则该晶胞中 Ca原子与Cu原子个数比为3:15=1：x，x=5；

②同一层中，六边形中心上的Ca原子和边上的两个Ca原子形成正三角形，所以Ca原子之间的最短距离是六边形边长=2××(同层相邻CaCu距离)=2××294pm=294pm；计算晶胞的密度要计算晶胞的体积，晶胞层内六边形边长(Ca原子之间距离)已知，还需要知道层与层之间晶胞的边长，即上下两层Ca-Ca之间的最短距离或上下两层Ca-Cu之间的最短距离。