Question

【题目】铁和钴是重要的过渡元素。

(1)钴位于元素周期表中第___族，基态钴原子中未成对电子的个数为_____。

(2)[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3的名称是三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)，是一种重要的配合物。该化合物中中心离子Fe3+的核外价电子排布式为___；尿素分子中氮原子的杂化方式是___，尿素中所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是___。

(3)Co(NH3)5BrSO4可形成两种结构的钴的配合物，已知Co3+的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，现对两种配合物进行如下实验：

在第一种配合物溶液中加硝酸银溶液产生白色沉淀。

在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀，则第二种配合物的配体为_____。

(4)离子化合物CaC2的一种晶体结构如图1所示，从钙离子看，属于____堆积，其配位数是_____；一个晶胞中平均含有的π键的个数为_____。

(5)科学研究结果表明。碳的氧化物CO2能够与H2O借助于太阳能制备HCOOH，其反应原理如下：2CO2+2H2O=2HCOOH+O2，则生成的HCOOH分子中σ键和π键的个数比是____。

(6)奥氏体是碳溶解在γ-Fe中形成的一种间隙固溶体，无磁性，其晶胞如图2所示，则该物质的化学式为______，若晶体密度为ρg/cm3，则晶胞中最近的两个碳原子的距离为_____pm(阿伏加德罗常数的值用NA表示，写出计算式即可)。

Answer 1

【答案】Ⅷ 3 3d5 sp3 O>N>C>H SO42-、NH3 面心立方最密 6 4 4：1 FeC

【解析】

(1)Co是27号元素，处于周期表中第四周期第Ⅷ族，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2；

(2)Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，原子形成阳离子先失去高能层中电子，同一能层先失去高能级电子；分子中C原子形成3个σ键，没有孤电子对，杂化轨道数目为3；同周期主族元素随原子序数增大电负性增大，C、N、O在它们的氢化物中均表现负化合价，说明它们的电负性都比H元素的大；

(3)在第一种配合物溶液中加硝酸银溶液产生白色沉淀，说明外界为SO42-，Br-为配体，在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀，说明Br-为外界，而SO42-为配体；

(4)钙离子处于顶点、面心位置，钙离子为心立方最密堆积；以顶点钙离子研究，与之最近的C22-处于棱中间，且关于顶点钙离子对称；均摊法计算晶胞中C22-数目，每个C22-含有1个σ键；

(5)HCOOH分子结构式为，单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键；

(6)Fe原子处于顶点、面心，碳原子处于体心、棱中心，均摊法计算Fe、C原子数目确定化学式；晶胞中最近的两个碳原子的距离为同一顶点的2条棱中心2个碳原子的距离。

(1)Co是27号元素，处于周期表中第四周期第Ⅷ族，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2，基态钴原子中3d轨道有3个未成对电子；

(2)Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，Fe3+的核外价电子排布式为3d5；分子中C原子形成3个σ键，没有孤电子对，杂化轨道数目为3，碳原子杂化方式为sp3；同周期主族元素随原子序数增大电负性增大，C、N、O在它们的氢化物中均表现负化合价，说明它们的电负性都比H元素的大，电负性为：O＞N＞C＞H；

(3)在第一种配合物溶液中加硝酸银溶液产生白色沉淀，说明外界为SO42-，Br-为配体，在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀，说明Br-为外界，而SO42-为配体，还有5个NH3为配体；

(4)钙离子处于顶点、面心位置，钙离子为心立方最密堆积；以顶点钙离子研究，与之最近的C22-处于棱中间，且关于顶点钙离子对称，钙离子的配位数为6；晶胞中C22-数目=1+12×=4，每个C22-含有1个σ键，故一个晶胞含有的σ键平均有4个；

(5)HCOOH分子结构式为，单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键，分子中σ键和π键的个数比是4：1；

(6)Fe原子处于顶点、面心，碳原子处于体心、棱中心，晶胞中Fe原子数目=6×+8×=4、C原子数目=1+12×=4，Fe、C原子数目之比为1：1，故该晶体的化学式为：FeC。在其晶胞中，最近的两个碳原子的距离为同一顶点的2条棱中心2个碳原子的距离，设晶胞中最近的两个碳原子的距离为rpm，则晶胞棱长=rpm，晶胞质量=dg/cm3×(r×10-10cm)3=4×g，解得r=。