Question

不锈钢以其优异的抗腐蚀性能越来越受到人们的青睐，它主要是由铁、铬、镍、铜、碳等元素所组成的合金。

Ⅰ.氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色配合物，其配离子结构如图所示。

(1)此配合物中，铁离子的价电子排布式为             。

(2)此配合物的－C₂H₅中C－H间形成化学键的原子轨道分别是            ；            。

Ⅱ.(2)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液体Ni(CO)_n ，与Ni(CO)_n中配体互为等电子体的离子的化学式为             (写出一个即可)。

(2)铜是第四周期最重要的过渡元素之一，其单质及化合物具有广泛用途。已知CuH晶体结构单元如图所示。该化合物的的密度为ρg/cm³，阿伏加德罗常数的值为N_A，则该晶胞中Cu原子与H原子之间的最短距离为              cm(用含ρ和N_A的式子表示)。

Ⅲ.硼元素在化学中有很重要的地位，硼及其化合物广泛应用于永磁材料、超导材料、富燃料材料、复合材料等高新材料领域应用。

(1)三氟化硼在常温常压下为具有刺鼻恶臭和强刺激性的无色有毒腐蚀性气体，其分子的立体构型为                 ，B原子的杂化类型为               。

(2)磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。下图示意的是磷化硼的晶体结构单元，则磷化硼的化学式为               ，微粒间存在的作用力为             。

(3)正硼酸(H₃BO₃)是一种片层状结构白色晶体，层内的H₃BO₃分子间通过氢键相连(如下图)。

①1 mol H₃BO₃的晶体中有          mol氢键。

②硼酸溶于水应生成弱电解质一水合硼酸H₂O·B(OH)₃，它电离生成少量[B(OH)₄]^－ 和的H⁺ 离子。则硼酸为         元酸，[B(OH)₄]^－含有的化学键类型为              。

Answer 1

【答案】Ⅰ.(1)3d⁵；(2)碳原子的sp³杂化轨道；氢原子的1s轨道

Ⅱ.(1)CN^－、、

Ⅲ.(1)平面三角形；sp²杂化

(2)BP；共价键

(3)①3；②一；共价键、配位键

【解析】本题考查了晶胞的计算、价电子排布式的书写、等电子体等知识点。

Ⅰ.(1)铁元素是26号元素，其原子核外有26个电子，铁原子失去3个电子变成铁离子，其价电子排布式为：3d⁵。

(2)乙基上的碳原子都含有4个σ键且不含孤电子对，故都采用sp³杂化，所以C₂H₅中C－H间碳原子的sp³杂化轨道和氢原子的1s轨道形成化学键，

Ⅱ.(1)CO分子中含有2个原子，其价电子个数是10，所以与Ni(CO)₄中配体互为等电子的离子是CN^－、、。

(2)该晶胞中含有4个H原子，铜原子个数为8×+6×=4，所以该晶胞中含有4个铜原子4个氢原子，设该晶胞的边长为a，则该晶胞中Cu原子与H原子之间的最短距离为：a，a==，该晶胞中Cu原子与H原子之间的最短距离为：。

Ⅲ.(1)BF₃中B原子形成3个σ键，孤对电子数为(3－1×3)=0，故BF₃的空间构型是平面三角形，中心原子的杂化类型为sp²杂化。

(2)由图可知，一个晶胞中含有B原子的个数为8×+6×=4，含有P原子的个数为4，故磷化硼的化学式为BP，微粒间存在的作用力为共价键。

(3)①一个H₃BO₃分子对应着6个氢键，一个氢键对应着2个H₃BO₃分子，因此含有1 molH₃BO₃分子的晶体中有3mol氢键。

②硼酸中B原子属于缺电子原子，在水溶液中结合水电离出的氢氧根离子，B(OH)₃+H₂O+H⁺，破坏了水的电离平衡而使溶液显酸性，所以硼酸为一元酸，[B(OH)₄]^－含有的化学键类型为共价键、配位键。