题目内容

9．配合物Na2[Fe（CN）5（NO）]可用于离子检验．
（1）该配合物中中心离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
（2）该配合物中不存在的相互作用是BC（填字母）
A．离子键   B．金属键  C．氢键   D．极性共价键   E．配位键
（3）该配合物中碳元素有金刚石、石墨等多种同素异形体．
①石墨烯（指单层石墨）中碳原子的杂化形式分别为sp2杂化
②石墨晶体中，层内C-C键的键长为142pm，而金刚石中C-C键的键长为154pm．其原因是C原子之间形成了大π键．
③石墨烯可转化为富勒烯（C60），某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图1所示，M原子位于晶胞的棱上与内部．该材料的化学式为M3C60

（4）配合物中电负性最大的元素和电离能最小的元素形成的一种离子化合物的晶胞结构如图2，距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为正方体（立方体）．已知该晶胞的密度为ρg•cm-3，阿伏加德罗常数为NA，求晶胞边长a=$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$cm（用含ρ、NA的计算式表示）．
（5）配合物中位于同一周期的三种元素中的两种，能形成原子个数比为1：3的常见微粒，推测这两种微粒的空间构型为平面三角形．

分析 （1）配合物Na2[Fe（CN）5（NO）]中中心离子为铁离子，根据核外电子排布规律来写；
（2）配合物中存在由配离子与钠离子的离子键，氮氧之间的极性共价键，铁离子和配之间的配位键；
（3）①石墨烯中碳原子周围有三个共价键，据此判断碳原子的杂化方式；
②根据两种物质的杂化类型分析共价键类型；
③根据均摊法计算晶胞中M原子数目、C60个数，进而确定化学式；
（4）配合物中电负性最大的元素和电离能最小的元素形成的一种离子化合物为氧化钠，根据晶胞（Na2O）结构可知，顶点和面心处是阴离子，阳离子全部在晶胞内，所以与钠离子最近的阴离子是4个，即配位数是4．而距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体是正方体．该晶胞中含有4个阴离子；
（5）甲、乙都能和丙形成原子个数比为1：3的常见微粒分别是CO32-、NO3-，中心原子含σ键电子对数为3对．

解答 解：（1）铁原子失去最外层4s能级2个电子，然后失去3d能级上的1个电子形成Fe3+，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5，
故答案为：1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5；
（2）A．Na+与[Fe（CN）5（NO）]2-之间存在离子键，故A不选；
B．配合物Na2[Fe（CN）5（NO）]中不存在金属单质，无金属键，故B选；
C．N、O、F元素的电负性较强，对应的氢化物或含氢化合物可形成氢键，配合物Na2[Fe（CN）5（NO）]中不存在氢键，故C选；
D．碳氮原子间形成极性共价键，故D不选；
E．NO分子、CN-与Fe3+形成配位键，故E不选；
故答案为：BC；
 （3）①石墨烯中碳原子周围有三个共价键，碳原子的杂化方式为sp2，
故答案为：sp2杂化；
②金刚石中碳原子以sp3杂化，形成四条杂化轨道，全部形成σ键；石墨中碳原子以sp2杂化，形成三条杂化轨道，还有一条为杂化的p轨道，三条杂化轨道形成σ键，而未杂化p轨道形成π键，所以石墨的C-C键的键长短，
故答案为：C原子之间形成了大π键；
③晶胞中，M原子个数=8+12×$\frac{1}{4}$+1=12、C60个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，则C60与M原子个数之比=4：12=1：3，其化学式为 M3C60，
故答案为：M3C60；
（4）配合物中电负性最大的元素和电离能最小的元素形成的一种离子化合物为氧化钠，根据晶胞（Na2O）结构可知N（Na+）：N（O2-）=2：1，所以顶点和面心处是阴离子，即黑色球为O2-，阳离子全部在晶胞内，即白色球为Na+离子，所以与钠离子最近的阴离子是4个，即配位数是4．而距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体是正方体（立方体）；该晶胞中含有4个阴离子，所以有$\frac{{a}^{3}×ρ×{N}_{A}}{62}$=4，解得a=$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$．
故答案为：正方体（立方体）；$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$；
（5）甲、乙都能和丙形成原子个数比为1：3的常见微粒分别是CO32-、NO3-，中心原子含σ键电子对数为3对，CO32-含有的电子对数=3+$\frac{4+2-2×3}{2}$=3，NO3-含有的电子对数=$\frac{5+1-2×3}{2}$=3，所以都是平面三角形结构，
故答案为：平面三角形．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、化学键、杂化轨道、晶胞结构与计算，晶胞结构对学生的空间想象有一定的要求，注意利用均摊法进行计算，题目难度中等．

练习册系列答案
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16．已知咖啡酸的结构如图所示，关于咖啡酸的描述正确的是（　　）
A．与该芳香族化合物分子式相同、官能团种类及数目均相同且苯环上的一氯代物只有两种的有机物的结构有4种（不考虑空间异构）
B．咖啡酸只能加聚成高分子化合物
C．咖啡酸最多可与5mol氢气发生加成反应
D．1mol该物质与足量的Na2CO3溶液反应，能消耗3molCO32-
20．下列实验过程中，始终无明显现象的是（　　）
A．CO2通入到 CaCl2溶液中
B．NH3通入 AlCl3溶液中
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17．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X-与氦原子电子层结构相同，Y原子核外L层电子数为8且Y与X同主族，Z原子的最外层电子数是内层电子总数的一半，W的最高正价与最低负价的代数和为4，下列说法正确的是（　　）
A．X、Y间可形成离子化合物
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4．在下列各溶液中，离子可能大量共存的是（　　）
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14．EPA、DHA均为不饱和羧酸．1mol分子式为C67H96O6的某种鱼油完全水解后生成1mol 甘油（C3H8O3），1mol EPA和2mol DHA，EPA，DHA的分子式分别为（　　）
A．C20H30O2、C22H30O2B．C22H32O2、C20H30O2
C．C22H30O2、C20H30O2D．C20H30O2、C22H32O2
1．碱式碳酸铜是一种具有广泛用途的化工产品，主要用于固体荧光粉激活剂和铜盐的制造等．
I．制备
称取14.0g CuSOd•5H20、16.0g Na2CO3．10H20，用研钵分别研细后再混合研磨，立即发生反应，有“滋滋”声，而且混合物很快成为“黏胶状”．将混合物迅速投入200mL沸水中，快速搅拌并撤离热源，有蓝绿色沉淀生成，过滤，用水洗涤，至滤液中不含SO42-为止，取出沉淀，风干，得到蓝绿色晶体．
（1）①混合物发生反应时有“滋滋”声的原因是有气体生成．
②检验生成物已洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液少许于试管中，加入适量盐酸酸化后滴加氯化钡溶液，若无沉淀生成，则没有SO42-，否则含有SO42-
Ⅱ．组成测定
有同学查阅资料发现用Cu（OH）2．CuC03表示碱式碳酸铜是不准确的，较为准确、科学的表达式是mCu（OH）2．nCuC03，不同来源的碱式碳酸铜的m、n值需要具体测定．热分解法测定碱式碳酸铜组成的实验装置如图所示．通过测定碱式碳酸铜在灼热后所产生的气体体积，推导出碱式碳酸铜中碳酸铜和氢氧化铜的含量，即可求出m和n的比值．
（2）①仪器b的名称是碱式滴定管．
 ②检查装置气密性的方法是连接好装置，通过漏斗向装置中加水，至右侧水面比左侧水面高，静置，水面高度差不发生变化，则装置不 漏气，否则装置漏气．
③三次平行实验测定结果如下表，则该样品中m：n=3：2，若量气管中所盛液体为水，则该测定值比理论值偏大（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
实验序号样品质量/gCO2体积/mL（已折算成标准状况下）
10.54244.82
20.54244.80
30.54244.78
III．铜是生命必需的元素，也是人类广泛使用的金属．
（1）将SO2气体通入CuCl2溶液中，生成CuCl沉淀的同时，还有产物H2SO4 HCl（填写化学式）．
（2）现代工业上，主要采用高温冶炼黄铜矿（CuFeS2，也可表示为Cu2S•Fe2S3）的方法获得铜．火法炼铜首先要焙烧黄铜矿：2CuFeS2+4O2 $\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$Cu2S+3SO2+2FeO，每转移0.6mol电子，有0.1mol硫被氧化．
（3）Cu2O投入足量的某浓度的硝酸中，若所得气体产物为NO和NO2的混合物，且体积比为1﹕1，发生反应的化学方程式为：2Cu2O+10HNO3=4Cu（NO3）2+NO↑+NO2↑+5H2O．
18．从古至今，铁及其化合物在人类生产生活中的作用发生了巨大变化．
（1）古代中国四大发明之一的司南是由天然磁石制成的，其主要成分是c（填字母
序号）．
a．Fe         b．FeO       c．Fe3O4       d．Fe2O3
（2）现代利用铁的氧化物循环裂解水制氢气的过程如下图所示．整个过程与温度密切相关，当温度低于570℃时，Fe3O4（s）和CO（g）反应得到的产物是Fe（s）和CO2（g），阻碍循环反应的进行．

①已知：Fe3O4（s）+CO（g）?3FeO（s）+CO2（g）△H1═+19.3kJ•mol-1
3FeO（s）+H2O（g）?Fe3O4（s）+H2（g）△H2═-57.2kJ•mol-1
C（s）+CO2（g）?2CO（g）△H3═+172.4kJ•mol-1
铁氧化物循环裂解水制氢气总反应的热化学方程式是C（s）+H2O（g）═H2（g）+CO（g）△H═+134.5kJ•mol-1．
②下图表示其他条件一定时，Fe3O4（s）和CO（g）反应达平衡时CO（g）的体积百分含量随温度的变化关系．

i．反应Fe3O4（s）+4CO（g）?3Fe（s）+4CO2（g）△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”），理
由是当其他条件一定时，温度升高，CO的体积百分含量增大，可逆反应Fe3O4（s）+4CO（g）?3Fe（s）+4CO2（g）逆向移动，故△H＜0．
ii．随温度升高，反应Fe3O4（s）+CO（g）?3FeO（s）+CO2（g）平衡常数的变化趋势是增大；1040℃时，该反应的化学平衡常数的数值是4．
（3）①古老而神奇的蓝色染料普鲁士蓝的合成方法如下：

复分解反应ii的离子方程式是3[Fe（CN）6]4-+4Fe3+═Fe4[Fe（CN）6]3↓．
②如今基于普鲁士蓝合成原理可检测食品中CN-，方案如下：

若试纸变蓝则证明食品中含有CN-，请解释检测时试纸中FeSO4的作用碱性条件下，Fe2+与CN-结合生成[Fe（CN）6]4-；Fe2+被空气中O2氧化生成Fe3+，[Fe（CN）6]4-与Fe3+反应生成普鲁士蓝使试纸显蓝色．
19．恒温恒容下，向2L密闭容器中加入MgSO4（s）和CO（g），发生反应：MgSO4（s）+CO（g）?MgO（s）+CO2（g）+SO2（g）反应过程中测定的部分数据见下表：
反应时间/minn（MgSO4）/moln（CO）/moln（CO2）/mol
02.002.000
20.80
41.20
下列说法正确的是（　　）
A．反应在0～2 min内的平均速率为v（SO2）=0.6 mol•L-1•min-1
B．反应在2～4 min内容器内气体的密度没有变化
C．若升高温度，反应的平衡常数变为1.00，则正反应为放热反应
D．保持其他条件不变，起始时向容器中充入1.00 mol MgSO4和1.00 mol CO，到达平衡时n（CO2）＜0.60 mol

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