题目内容
7.元素周期表中第四周期的金属元素在生产和科研中有非常重要的使用价值.(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•HCl→4FeCl2+N2O↑+6HCl+H2O
①Fe2+在基态时,核外电子排布式ls22s22p63s23p63d6
②羟胺中(NH2OH)采用SP3杂化的原子有N、O;羟胺熔沸点较高的原因是NH2OH分子之间存在氢键
③Fe2+与邻啡罗啉形成的配合物中,配位数为6
④根据价层互斥理论,ClO4-的空间构形为正四面体
(2)向硫酸铜溶液中加入过量氨水,然后加入适量乙醇,溶液中析出深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4晶体,该晶体中含有的化学键类型是离子键、共价键、配位键
(3)往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+,已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3 不易与Cu2+形成配离子,其原因是F的电负性比N大,N-F成键电子对向F偏移,导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强,难以形成配位键,NF3不易与Cu2+形成配离子
(4)配合物Ni(CO)4常温下呈液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂.固态Ni(CO)4属于分子晶体;
(5)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.现把C60抽象成质点,该晶体的晶胞结构如图所示,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K2C60.
分析 (1)①铁是26号元素,铁原子核外有26个电子,铁原子失去2个电子变成亚铁离子,根据构造原理写出亚铁离子核外电子排布式;
②根据N、O原子价层电子对数,判断杂化方式;NH2OH中存在氢键,沸点较高;
③由结构可知,Fe2+与6个N原子之间形成配位键;
④计算Cl原子价层电子对数、孤对电子数,判断空间结构;
(2)Cu2+提供空轨道,N原子提供孤对电子,形成配位键,N、H原子之间以共价键结合,内界离子与外界离子以离子键结合;
(3)F的电负性比N大,N-F成键电子对向F偏移,不易提供孤电子对;
(4)Ni(CO)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,属于分子晶体;
(5)根据均摊法计算晶胞中C60分子数目,第四周期电负性最小的原子为K,晶胞顶点与最近三个面心所围成的空隙叫做四面体空隙,晶胞中的8个顶点可以形成8个四面体空隙,即C60 晶体晶胞全部填满四面体空隙后可以容纳8个K原子,结合K、C60的数目之比确定化学式.
解答 解:(1)①铁是26号元素,铁原子核外有26个电子,铁原子失去2个电子变成亚铁离子,Fe2+在基态时核外电子排布式为ls22s22p63s23p63d6;
故答案为:ls22s22p63s23p63d6;
②羟胺分子中,价层电子对为4的原子有N、O原子,所以采用sp3杂化的原子有N、O原子;NH2OH分子之间存在氢键,沸点较高,
故答案为:N、O;NH2OH分子之间存在氢键;
③由结构可知,Fe2+与6个N原子之间形成配位键,故配位数为6,故答案为:6;
④ClO4-的中Cl原子价层电子对数为4+$\frac{7+1-2×4}{2}$=4、没有孤对电子,其空间结构为正四面体,故答案为:正四面体;
(2)Cu2+提供空轨道,N原子提供孤对电子,Cu2+与NH3分子之间形成配位键,NH3分子中N、H原子之间以共价键结合,内界离子[Cu(NH3)4]2+与外界离子SO42-以离子键结合,
故答案为:离子键、共价键、配位键;
(3)F的电负性比N大,N-F成键电子对向F偏移,导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强,不易提供孤电子对,NF3不易与Cu2+形成配离子,
故答案为:F的电负性比N大,N-F成键电子对向F偏移,导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强,难以形成配位键,NF3不易与Cu2+形成配离子;
(4)Ni(CO)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,固态Ni(CO)4属于分子晶体,
故答案为:分子;
(5)从图可以看出,晶胞中C60数目=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,晶胞顶点与最近三个面心所围成的空隙叫做四面体空隙,晶胞有8个顶点,则可以形成8个四面体空隙,即可以填充8个K,则K、C60的数目之比=8:4=2:1,故填充K后所得化合物为K2C60,
故答案为:K2C60.
点评 本题是对物质结构与性质的考查,涉及核外电子排布、杂化方式、氢键、空间构型、化学键、配合物、晶体类型与性质、晶胞计算等,综合考查物质结构主干知识,难度中等.
A. | H2 | B. | Cl2 | C. | N2 | D. | O2 |
A. | 质量数为293的117号元素原子中质子数比中子数多176 | |
B. | 117号元素是非金属元素 | |
C. | ${\;}_{20}^{48}$Ca、${\;}_{20}^{40}$Ca 互称同位素 | |
D. | 预测${\;}_{117}^{293}$X、${\;}_{117}^{294}$X 性质相同(用X表示117号元素的符号) |
选项 | 实验操作 | 现 象 | 结 论 |
A | 在试管中滴入适量C2H5X与NaOH溶液,振荡、加热、静置分层后,取水层加稀硝酸酸化,再滴加数滴AgNO3溶液 | 生成淡黄色沉淀 | 证明卤代烃中含有溴元素 |
B | 将蘸有浓氨水的玻璃棒置于某无机酸浓溶液的试剂瓶口 | 有大量白烟 | 该无机酸一定为盐酸 |
C | 将澄清石灰水滴入可能混有Na2CO3的NaHCO3溶液中 | 有白色沉淀产生 | 该溶液中一定含有Na2CO3 |
D | 在简易启普发生器中向石灰石中加入浓醋酸,将产生的气体直接通入Na2SiO3溶液中 | 硅酸钠溶液产生白色胶状物质 | 酸性:醋酸>碳酸>硅酸 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
A. | 23g乙醇与足量的金属钠反应,可以放出0.25mol氢气 | |
B. | 1mol乙醇充分燃烧生成2mol CO2和3mol H2O,消耗3mol O2 | |
C. | 乙醇的沸点高于乙烷 | |
D. | 1mol乙醇氧化后生成1mol乙醛 |
(1)X难溶于水、易溶于有机溶剂,其晶体类型为分子晶体.
(2)M所含元素的电负性由大到小顺序为O>N>C>H,分子中碳原子的杂化方式有sp2、sp3.
(3)上述反应中断裂和生成的化学键有be(填序号).
a.离子键 b.配位键 c.金属键 d.范德华力 e.共价键
(4)M与W(分子结构如图乙)相比,M的水溶性小,更利于Cu2+的萃取.M水溶性小的主要原因是M能形成分子内氢键,使溶解度减小.
(5)基态Cu2+的外围电子排布式为3d9,Cu2+等过渡元素水合离子是否有颜色与原子结构有关,且存在一定的规律.判断Sc3+、Zn2+的水合离子为无色的依据是3d轨道上没有未成对电子(3d轨道上电子为全空或全满).
离子 | Sc3+ | Ti3+ | Fe2+ | Cu2+ | Zn2+ |
颜色 | 无色 | 紫红色 | 浅绿色 | 蓝色 | 无色 |
①晶体的化学式是CuCl.
②已知该晶体的密度为ρg•cm-3,阿伏伽德罗常数的值为NA,则该晶体中铜原子与Y原子之间的最短距离为=$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ{N}_{A}}}$×1010pm(只写计算式).