Question

7．化学中的某些元素是与生命活动密不可分的元素，请回答下列问题．
（1）维生素C是一种水溶性维生素，水果和蔬菜中含量丰富，该物质结构简式如图1所示．
①维生素C分子中碳原子的杂化方式有sp³和sp²．
②1mol维生素C分子中含有2mol π键．
③维生素C分子中所含元素电负性由大到小的顺序为O＞C＞H．
④维生素C晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有氢键、范德华力．
（2）KSCN溶液可用于Fe³⁺的检验，原因是铁离子外围有较多能量相近的空轨道，因此能与一些分子或离子形成配合物．Fe³⁺的价电子排布为3d⁵，与之形成配合物的分子或离子中的配位原子应具备的结构特征是有孤电子对．
（3）Fe₃O₄具有反尖晶石结构．某化合物Mg_xAl_yO_z与反尖晶石结构相仿，其结构如2图所示，它是由下列A、B方块组成．该化合物的化学式为MgAl₂O₄．

Answer 1

分析 （1）①根据价层电子对互斥理论确定C原子杂化方式；
②双键中含有1个π键；
③非金属性越强，电负性越强．
④分子间存在范德华力，羟基间能形成氢键；
（2）根据元素符号，判断元素原子的核外电子数，再根据构造原理来写；形成配离子具备的条件为：中心原子具有空轨道，配体具有孤对电子对；
（3）利用均摊法计算该晶胞中含有的原子个数，从而确定其化学式．

解答 解：（1）①维生素C分子中碳原子以单键形式存在的，其价层电子对个数是4，含有双键的C原子的价层电子对个数是3，所以C原子杂化方式为sp³杂化、sp²杂化，
故答案为：sp³和sp²；
②双键中含有1个π键，则1mol分子中含有2mol双键，即含有2mol π键，故答案为：2mol；
③．非金属性越强，电负性越强，非金属性：O＞C＞H，则电负性：O＞C＞H，故答案为：O＞C＞H；
④维生素C分子间存在范德华力，分子中含有羟基，羟基间能形成氢键，所以维生素C晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有氢键、范德华力，
故答案为：氢键、范德华力；
（2）Fe元素为26号元素，原子核外有26个电子，所以核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，Fe失去三个电子得到Fe³⁺，Fe³⁺的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；所以基态Fe³⁺的价电子排布式为3d⁵；形成配离子具备的条件为：中心原子具有空轨道，配体具有孤对电子对，则与Fe³⁺形成配合物的分子或离子中的配位原子应具备的结构特征是有孤电子对；
故答案为：3d⁵；有孤电子对；
（3）该晶胞中Al原子个数为4，O原子个数4+4=8，Mg原子的个数为8×$\frac{1}{8}$+1=2，所以化学式为MgAl₂O₄，
故答案为：MgAl₂O₄．

点评 本题考查了物质结构和性质，题目比较综合，侧重对物质结构主干知识的考查，涉及电负性、杂化理论、化学键、分子结构与性质、晶体类型与性质、晶胞计算等，需要学生能熟练把握基础知识，难度中等．