题目内容

14．铁、铜及其化合物在日常生产、生活有着广泛的应用．请回答下列问题：
（1）铁在元素周期表中的位置第四周期第Ⅷ族．
（2）配合物Fe（CO）x常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）x晶体属于分子晶体（填晶体类型）．Fe（CO）x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x=5．Fe（CO）x在一定条件下发生反应：Fe（CO）x （s）?Fe（s）+xCO（g）．已知反应过程中只断裂配位键，由此判断该反应所形成的化学键类型为金属键．
（3）写出CO的一种常见等电子体分子的结构式N≡N；两者相比较沸点较高的为CO（填化学式）．
（4）铜晶体中铜原子的堆积方式如图1所示．
①基态铜原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1 或1s22s22p63s23p63d104s1．
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目12．
（5）某M原子的外围电子排布式为3s23p5，铜与M形成化合物的晶胞如图2所示（黑点代表铜原子）．
①该晶体的化学式为CuCl．
②已知该晶体的密度为ρ g•cm-3，阿伏加德罗常数为NA，则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{4×99.5}{{N}_{A}ρ}}$×1010pm（只写计算式．

分析 （1）铁是26号元素，位于周期表中第四周期第ⅤⅢ族；
（2）分子晶体的熔沸点较低；配合物Fe（CO）x的中心原子是铁原子，其价电子数是8，每个配体提供的电子数是2，据此判断x值；根据生成物判断形成的化学键；
（3）原子数和价电子数相同的微粒互为等电子体；根据分子的极性判断，极性分子的沸点较高；
（4）①铜为29号元素，据此写出基态铜原子的核外电子排布式；
②根据晶胞结构图可知，铜为面心立方堆积，据此判断每个铜原子周围距离最近的铜原子数目；
（5）根据价电子排布式判断出X原子为Cl原子；
①利用均摊法计算得出；
②计算出一个晶胞中微粒数，利用化合物的摩尔质量和密度计算出晶胞边长，根据晶胞的结构可知，铜原子和M原子之间的最短距离为立方体体对角线的$\frac{1}{4}$．

解答 解：（1）铁为26号元素，所以铁在元素周期表中的位置第四周期第Ⅷ族．
故答案为：第四周期第ⅤⅢ族；
（2）配合物Fe（CO）x常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）x晶体属于分子晶体．Fe（CO）x的中心原子铁的价电子数8，1个配体提供一对电子，所以x=$\frac{18-8}{2}$=5，由于反应过程中只断裂配位键，形成了金属单质铁，故该反应所形成的化学键类型为金属键．
故答案为：分子晶体；5；金属键；
（3）原子总数相等，价电子数相等的粒子互为等电子体，所以CO的一种常见等电子体分子为氮气，结构式为N≡N，对于分子晶体，相对分子质量相近时，极性越大，沸点越高，一氧化碳是极性分子，氮气是非极性分子，所以沸点较高的为一氧化碳．
故答案为：N≡N；CO；
（4）①铜为28号元素，质子数为28，故基态铜原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1 或1s22s22p63s23p63d104s1．
故答案为：[Ar]3d104s1 或1s22s22p63s23p63d104s1；
②由图可知，铜晶胞为面心立方最密堆积，配位数为12，所以每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为12．
故答案为：12；
（5）①某M原子的外围电子排布式为3s23p5，则M为氯元素，由铜与M形成化合物的晶胞可知，4个铜原子都在晶胞内部，故该晶胞中铜的个数为4，氯原子的个数为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以该晶体的化学式为CuCl．
故答案为：CuCl；
②将大正方体分成8个小正方体，则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为小正方体的体对角线的一半，1个该晶体中含有4个CuCl，则该晶体的体积为$\frac{4×99.5}{{N}_{A}ρ}$cm3，晶胞的边长为$\root{3}{\frac{4×99.5}{{N}_{A}ρ}}$cm，小正方体的边长为$\frac{1}{2}\root{3}{\frac{4×99.5}{{N}_{A}ρ}}$cm，小正方体的体对角线是小正方体边长的$\sqrt{3}$倍，则小正方体的体对角线为$\frac{\sqrt{3}}{2}\root{3}{\frac{4×99.5}{{N}_{A}ρ}}$cm，则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{4×99.5}{{N}_{A}ρ}}$cm，即$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{4×99.5}{{N}_{A}ρ}}$×1010pm．
故答案为：$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{4×99.5}{{N}_{A}ρ}}$×1010．

点评 本题考查较为全面，涉及到电子排布式、第一电离能、杂化类型的判断、配合物以及有关晶体的计算，但解题具有较强的方法性和规律性，学习中注意总结书写电子排布式的方法，如何判断分子空间构型以及有关晶体计算等方法．

练习册系列答案
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5．用一种试剂除去下列各物质中的杂质（括号内物质为杂质），写出所用试剂及离子方程式．
（1）CaCl2（HCl）试剂CaCO3固体离子方程式CaCO3+2H+═Ca2++H2O+CO2↑．
（2）CO2（HCl）试剂饱和NaHCO3溶液离子方程式HCO3-+H+═H2O+CO2↑．
（3）O2（CO2）试剂NaOH溶液离子方程式2OH-+CO2═H2O+CO32-．
2．氯化铁是常见的水处理剂．某氯化铁（FeCl3•6H2O）样品含有少量FeCl2杂质．现要测定其中FeCl3•6H2O的质量分数，实验按如图步骤进行：

已知有关离子方程式为：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-
（1）样品和KI反应的离子方程式为：2Fe3++2I+=2Fe3++I2．
（2）操作I所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还必须有100mL容量瓶、胶头滴管（填仪器名称）．
（3）操作II必须用到的仪器是d（选填编号）；
a．50mL烧杯         b．10mL量筒         c．20mL量筒      d．25mL滴定管
指示剂是淀粉溶液，则达到滴定终点的现象是溶液蓝色变化为无色且半分钟不褪色．
（4）滴定时，消耗浓度为0.1000mol/L的标准Na2S2O3溶液18.00mL．该样品中FeCl3•6H2O（式量为270.5）的质量分数为97.38%．
9．化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验，请你参与并完成对有关问题的解答．

（1）甲同学用图1所示装置测定CO2的质量．实验时稀硫酸是与样品中的Na2CO3（填“Na2CO3”或“NaCl”）发生反应，仪器b的名称是分液漏斗，洗气瓶c中盛装的是浓硫酸．实验开始前，打开止水夹，先通入N2，通入N2的作用是实验前排除装置中的二氧化碳；一会后，连接上干燥管，打开b的活塞，滴下稀硫酸，充分反应后，再通入N2的目的将反应中生成的二氧化碳全部鼓入干燥管中．
（2）乙同学用图2所示装置，取一定质量的样品（m g）和足量稀硫酸反应进行实验，完成样品中Na2CO3质量分数的测定．
①实验前，检查该装置气密性的方法是先打开活塞a，由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再将针筒活塞向内推压，若b下端玻璃管中的液面上升，则装置气密性良好．
②在实验完成时，能直接测得的数据是CO2的体积（填“体积”或“质量”）．
（3）丙同学用如图3所示方法和步骤进行实验：
①操作Ⅰ涉及的实验名称有过滤、洗涤；操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、称量．
②丙同学测得的样品中Na2CO3质量分数的计算式为$\frac{106y}{197x}$×100%．
19．由5mol Fe2O3、4mol Fe3O4和3mol FeO组成的混合物，加入纯铁1mol并在高温下和Fe2O3反应．若纯铁完全反应，则反应后混合物中FeO与Fe2O3的物质的量之比可能是（　　）
A．3：2B．4：3C．4：1D．2：l
6．设NA表示阿伏伽德罗常数的值．下列说法正确的是（　　）
A．标准状况下，22.4 L乙烯所含共用电子对数为5NA
B．72g Ca02所含离子总数为3NA
C．常温下，将1mol Cl2通入到过量的NaOH溶液中，电子转移数目为NA
D．1L0.1mol/L Na2C03溶液中，C032-数目为0．lNA
3．在下列溶液中，各组离子一定能够大量共存的是（　　）
A．某无色溶液：CO32-NO3- Al3+  Ba2+
B．使酚酞变红的溶液：Na+ Cl- SO42-AlO2-
C．加入Al能放出H2的溶液中 NH4+、Cl-、Na+、SO42-
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4．根据题干要求回答下列问题
（1）用系统命名法给 命名为：3，3-二甲基-1-戊烯；写出该物质与HBr反应的化学方程式：CH3CH2C（CH3）2CH=CH2+HBr→CH3CH2C（CH3）2CHBrCH3
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（3）实验室制乙烯的反应方程式：CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O
（4）2-甲基-1，2-丁二醇的催化氧化方程式：CH3CH2CHOHCH2OH+O2$→_{△}^{铜或银}$CH3CH2COCHO+2H2O．

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