题目内容
【题目】铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
（1）Fe3＋基态核外电子排布式为___。
（2）丙酮(CH3CCH3O)分子中碳原子轨道的杂化类型是__，1mol丙酮分子中含有σ键的数目为___。
（3）C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为____。
（4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为______。
（5）某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x－n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为____。
1-溴丙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为71℃，密度为1.36g·cm－3。实验室制备少量1溴丙烷的主要步骤如下：步骤1：在仪器A中加入搅拌磁子、12g正丙醇及20 mL水，冰水冷却下缓慢加入28mL浓H2SO4；冷却至室温，搅拌下加入24gNaBr。
步骤2：如图所示搭建实验装置，缓慢加热，直到无油状物馏出为止。
步骤3：将馏出液转入分液漏斗，分出有机相。
步骤4：将分出的有机相转入分液漏斗，依次用12mLH2O、12mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗涤，分液，得粗产品，进一步提纯得1溴丙烷。
（1）仪器A的名称是___；加入搅拌磁子的目的是搅拌和___。
（2）反应时生成的主要有机副产物有2溴丙烷和____。
（3）步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是_____。
（4）步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是___。
（5）步骤4中用5%Na2CO3溶液洗涤有机相的操作：向分液漏斗中小心加入12 mL5%Na2CO3溶液，振荡，___，静置，分液。
【答案】[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 sp2和sp3 9NA H<C<O 乙醇分子间存在氢键 Fe3CuN 蒸馏烧瓶 防止暴沸 丙烯、正丙醚 减少1溴丙烷的挥发 减少HBr挥发 将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体
【解析】
（1）铁的原子序数为26，位于第四周期Ⅷ族，
核外电子数为23，其基态核外电子排布式为
或
。
（2）丙酮的甲基中碳原子的杂化方式为
杂化，羰基中碳原子的杂化方式为
杂化；1mol丙酮中含有6molC-H键，2molC-C键，1molC=O键，单键均为σ键，碳氧双键中含有1molσ键，所以1mol丙酮中含有9molσ键。
（3）电负性是原子在分子中吸引成键电子的能力。同周期元素的电负性随原子序数的增大而增大，所以电负性
，又因为在甲烷中碳元素显负化合价，吸引电子能力更强，所以电负性
，故电负性
。
（4）丙酮分子间只有范德华力，而乙醇存在分子间氢键，使其沸点升高。
（5）由晶胞示意图可知，一个
晶胞中，含有铁原子的数目为
，氮原子的数目为1，所以x=4，y=1，由图-2可知，Cu替代该晶体中a位置Fe，可使能量降低，Cu替代该晶体中b位置Fe，可使能量升高，最稳定的Cu替代型产物为Cu完全替代该晶体中a位置Fe，即晶格中铜原子数目为
，所以铁原子数目为3，所以最稳定的Cu替代型产物化学式为
。
（1）仪器A是蒸馏烧瓶；搅拌磁子在磁力搅拌器的作用下旋转达到搅拌的目的，也能够在蒸馏过程中充当沸石的作用，防止液体暴沸。
（2）加热过程中，正丙醇会发生分子内脱水生成丙烯或分子间脱水生成正丙醚。
（3）步骤2中的馏出物温度较高，若不使用冰水浴降温，生成的1-溴丙烷会挥发，使得产率降低。
（4）步骤1混合物中的主要物质为正丙醇和HBr，若加热过急，会使得部分HBr挥发，缓慢加热，能够避免这一问题。
（5）分出的有机相中会含有未反应的氢离子，加入
和水洗涤后，会生成
气体，震荡后，要将分液漏斗下口向上倾斜，打开活塞排出气体，然后静置分液。
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