Question

（15分）
已知：（1）测定土壤中铁的含量时需先将三价铁还原为二价铁，再采用邻啡罗啉作显色剂，用比色法测定，若土壤中含有高氯酸盐时会对测定有干扰。相关的反应如下：

4FeCl₃+2NH₂OH·HCl4FeCl₂+N₂O↑+6HCl+H₂O
　①Fe²⁺在基态时，价层电子排布式　　　　。　②羟胺(NH₂OH)中N原子的杂化方式　　　　　       。
　③Fe²⁺与邻啡罗啉形成的配合物中，配位数为　　　　　　　 。
（2）硫酸铜晶体的化学式也可以表达为Cu(H₂O)₄SO₄·H₂O晶体,该晶体中含有的化学键类型是　　　　
（3）多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓、硫化镉、磷化镓及铜锢硒薄膜电池等。  其中元素P、As、Se第一电离能由小到大的顺序为：　　　　　      。
　　　　　
　图1　　　　　　　　     图2　　　　　　　　　
（4）① 有机太阳能固体电池材料含有高纯度C₆₀，其结构如图1，则1 mol C₆₀分子中π键的数目为　　　　 ，C₆₀的晶胞结构如图2，则其配位数为_______若此晶胞的密度为ρg/cm³则两个最近C₆₀间的距离为________cm（列式表达，已知阿伏伽德罗常数为N_A）
② 如果把晶胞顶点与最近三个面心所围成的空隙叫做四面体空隙，第四周期电负性最小的原子可作为容体掺入C₆₀晶体的空隙中，形成具有良好的超导性的掺杂C₆₀化合物。若每个四面体空隙填入一个原子，则全部填满C₆₀晶体的四面体空隙后，所形成的掺杂C₆₀化合物的化学式为　　　　　 。

Answer 1

（1）①3d⁶；② sp³；③ 6；（2）离子键　共价键（配位键）
（3）Se< As< P             （4）① 30N_A；12 ；  ② K ₂C₆₀　

试题分析：（1）①Fe是26号元素，在Fe²⁺的核外有24个电子，在基态时，价层电子排布式3d⁶；②羟胺(NH₂OH)中N原子的杂化方式sp³杂化；　③由化合物的结构简式可知：Fe²⁺与邻啡罗啉形成的配合物中，配位数为6；（2）在硫酸铜晶体Cu(H₂O)₄SO₄·H₂O中含有的化学键为离子键、共价键、配位键；（3）元素P、As是同一主族的元素，从上到下，原子半径增大，原子失去电子容易，所以第一电离能P>As;As、Se是同一周期的元素，原子半径As>Se,但是由于As原子的最外层的价电子处于该轨道的半充满的稳定状态，所以第一电离能As>Se.因此这三种元素的第一电离能由小到大的顺序为Se< As< P；（4）①在一个C60分子中含有60个C原子，每个C原子与连接的C原子形成了一个π键，而π键是两个原子所共有的，因此平均每个C原子含有的π键个数为1/2π键,。所以1 mol C₆₀分子中π键的数目为60πN_A÷2=30N_A。由C₆₀的晶胞结构示意图可知，它是立方面心结构，与每个C原子紧密连接的距离最近的C原子个数为(3÷8)÷2=12.即其配位数为12。每个晶胞中含有的C₆₀分子个数是8×1/8+6×1/2=4;所以晶胞的边长。根据晶胞示意图图可知两个最近C₆₀间的距离为面对角线的一半，就是即为。②第四周期电负性最小的原子是K原子，由于每个顶点可形成1/4个四面体，一共有8个顶点，所以可形成2个正四面体。故可填充2个K原子，所形成的掺杂C₆₀化合物的化学式为K ₂C₆₀。₆₀化合物的化学式的确定的知识。