Question

【题目】[化学——选修3：物质结构与性质]

技术人员晒制蓝图时，用K3Fe(C2O4)3]·H2O(三草酸合铁酸钾)作感光剂，再以K3[Fe(CN)6]氰合铁酸钾)溶液作显影剂。请回答以下问题：

(1)铁元素在周期表中位置为___________，Fe3+的基态价电子排布图为___________。

(2)在上述两种钾盐中第一电离能最大的元素为___________，电负性最小的元素为___________。

(3)H2C2O4分子屮碳原子的杂化类型是___________，与C2O42－互为等电子体的分子的化学式为___________(写一种)。

(4)在分析化学中F－常用于Fe3+的掩蔽剂，因为生成的FeF63－十分稳定，但Fe3+却不能与I－形成配合物，其原因是______________________(用离子方程式来表示)。

(5)已知C60分子结构和C60晶胞如右图所示：

①1个C60分子中含有π键的数目为___________。

②晶胞中C60的配位数为___________。

③已知C60晶胞参数为apm，则该晶胞密度的表达式是___________g·cm－3(NA代表阿伏加德罗常数)。

Answer 1

【答案】 第四周期 Ⅷ N K sp2 N2O4 2Fe3++2I-=2Fe2++I2 30 12

【解析】

(1)铁是26号元素，核外电子排布为2、8、14、2，所以Fe元素在周期表中位置为第四周期第VIII族，Fe3+的核外电子排布为2、8、13，其基态价电子排布图为；

(2)一般情况下，元素的非金属性越强，其从第一电离能就越大，在上述两种钾盐中含有的元素有K、Fe、C、N、O、H，非金属性最强的元素的O元素，但由于N原子的最外层电子处于2p轨道的半充满状态，比较稳定，失去电子比相邻的O元素难，所以两种钾盐中第一电离能最大的元素为N元素；金属性最强的元素的K，故电负性最小的元素为K元素；

(3)在H2C2O4分子中，两个碳原子与O原子形成了碳氧双键，两个碳原子形成了碳碳双键，还与羟基氧原子形成了碳氧单键，所以C的杂化类型是sp2杂化；根据等电子体的概念及C2O42-的构成原子个数、含有的电子数，可知与C2O42-互为等电子体的分子的化学式为N2O4；

(4)在分析化学中F-常用于Fe3+的掩蔽剂，因为生成的FeF63-十分稳定，但Fe3+却不能与I-形成配合物，其原因是Fe3+具有强氧化性，I-具有还原性，二者会发生反应：2Fe3++2I-= 2Fe2++I2，所以F-常用于Fe3+的掩蔽剂，而I-不可以；

(5) ①每个碳原子形成1个π键，每π键为2个碳原子共有，则一个C60分子中含有π键个数为(1×60)÷2=30；

②根据晶胞结构示意图可知：C60分子处于晶胞顶点、面心位置，以C60顶点为研究，与之最近的C60分子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面为2个晶胞共用，与每个C60分子距离最近且相等的C60分子有=12个；

③晶胞中C60分子数目=8×+6×=4，晶胞质量m=g，则晶胞的密度g/cm3。