题目内容
【题目】[化学-选修3：物质结构与性质]
铁氧体是一种磁性材料，具有广泛的应用。 -
(1)基态铁原子的核外电子排布式为[Ar]_______。
(2)工业制备铁氧体常使用水解法，制备时常加入尿素[CO(NH2)2 ]、醋酸钠等碱性物质。尿素分子中四种不同元素的电负性由大至小的顺序是____________；醋酸钠中碳原子的杂化类型是_________。
(3)工业制备铁氧体也可使用沉淀法，制备时常加入氨（NH3)、联氨(N2H4)等弱碱。比较下表中氨(NH3)、联氨(N2H4)的熔沸点，解释其高低的主要原因________。
N2H4 | NH3 | |
熔点/℃ | 2 | -77.8 |
沸点/℃ | 113.5 | -33.5 |
(4)下图是从铁氧体离子晶体Fe3O4中，取出的能体现其晶体结构的一个立方体，则晶体中的氧离子是否构成了面心立方最密堆积______(填“是”或“否”），该立方体是不是Fe3O4的晶胞______(填“是”或“否”），立方体中三价铁离子处于氧离子围成的_____空隙(填空间结构）。
(5)解释该Fe3O4晶体能导电的原因________，根据上图计算Fe3O4晶体的密度_____gcm-3。 (图中a=0.42nm，计算结果保留两位有效数字）
【答案】 3d64s2 O>N>C>H sp3杂化、sp2杂化 主要原因是联氨分子间形成的氢键数目多于氨分子间形成的氢键 是 是 正八面体 电子可在两种不同价态的铁离子间快速发生转移 5.2g/cm3
【解析】(1)铁的核外电子总数为26，则基态铁原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2 ；
(2)尿素[CO(NH2)2 ]所含四种元素分别为N、H、C、O，元素的非金属性越强，电负性越大，则四种元素的电负性由大至小的顺序是；CH3COONa中甲基中的C原子 sp杂化，羧基中的C原子 sp杂化；
(3)氨和联氨分子间均存在氢键，但联氨分子间形成的氢键数目多于氨分子间形成的氢键，故联氨的沸点明显高于氨；
(4)由图示可知晶体中的氧离子构成面心立方最密堆积，该立方体中氧离子数目为12×
+1=4，Fe3+的数目为4×
+3×=2，Fe2+的数目为1，则Fe和O的原子数目为3:4，是Fe3O4的晶胞；立方体中三价铁离子周围有6个氧离子围成的正八面体空隙中心。
(5)晶体中电子可在两种不同价态的铁离子间快速发生转移，则Fe3O4晶体能导电；晶体的体积为a3=（0.42×10-7cm）3，每摩尔晶胞的质量为（56×3+16×4）g=232g，则Fe3O4晶体的密度=232g÷[NA×（0.42×10-7cm）3]=5.2g/cm3。
【题目】下面是元素周期表的一部分，参照元素①～⑧在表中的位置，请用化学用语回答下列问题：
周期 | ⅠA | 0 | ||||||
1 | ① | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | |
2 | ② | ③ | ④ | |||||
3 | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | ⑨ |
(1)④、⑤、⑧三种元素中，离子半径大小的顺序为__>__>__（填离子符号）。
(2)②、⑦、⑧的最高价含氧酸酸性由强到弱的顺序是(填化学式)___>__>__。
(3)⑥单质与⑤的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为________________。
(4)能说明⑧的非金属性比⑨的非金属性________（填“强”或“弱”）的事实是： _________________（用离子方程式说明）。
(5)①和③形成的18电子的化合物甲是一种应用广泛的化工原料，写出甲的电子式___________，实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备甲，反应的化学方程式为___________________，甲可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀，理论上1kg的甲可除去水中溶解的O2________kg。
(6)常温下，由①②组成10电子的化合物乙可作为燃料电池的原料之一，请写出乙在碱性介质中的电极反应式：正极：____________________；负极_______________________。