Question

聚合铁（简称PFS）化学式为：[Fe₂（OH）n（SO₄）3-n/2]m，n＜5，m＜10．现代污水处理工艺中常利用PFS在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子．
（l）①PFS中对应价态铁离子的外围电子排布式是

 

．
②与SO₄^2-属于等电子体的离子与分子有

 

、

 

（各写一例）
（2）水在不同的温度和压力条件下可以形成11种不同结构的晶体，密度从比水轻的0.92g/cm³扩到约为水的一倍半．冰是人们迄今已知的由一种简单分子堆积出结构花样最多的化合物．其中冰一VII的晶体结构为一个如图1所示的立方晶胞，每个水分子可与周围

 

 个水分子以氢键结合，晶体中，1mol水可形成

 

mol氢键．
（3）毒奶粉事件震惊全国，这主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺（结构如图2）．
下列关于三聚氰胺分子的说法中正确的是

 

．
A．所有碳原子采用sp²杂化，所有氮原子采用sp³杂化
B．一个分子中共含有15个σ键
C．属于极性分子，故极易溶于水
D．形成的晶体熔点较高
（4）根据等电子原理，写出NO₂⁺离子结构式

 

；1mol O₂²⁺中含有的π键数目为

 

．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,判断简单分子或离子的构型,晶胞的计算

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）①铁有两种阳离子，亚铁离子在空气中不能稳定存在，而铁离子在空气中科院稳定存在，可以推断化合价为+3价，铁离子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；
②原子总数、电子总数相同的离子也是等电子体；
（2）看图一中间的水分子为对象数数与之相连的水分子个数和氢键数目；
（3）A．C=N中，C原子为sp²杂化，C=N中N原子为sp²杂化，-NH₂中N原子为sp³杂化；
B．分子中含6个N-H，6个C-N，3个C=N；
C．分子结构对称，为非极性分子；
D．分子晶体，熔点较低；
（4）价电子数和原子数分别都相等的是等电子体，则与NO₂⁺离子互为等电子体的是CO₂，CO₂是含有双键的直线形结构，所以根据等电子原理，NO₂⁺和二氧化碳相似；与O₂²⁺离子互为等电子体的是氮气，氮气含有三键，而三键是由1个σ键和2个π键构成的，可推出O₂²⁺离子含π键数目．

解答： 解：（1）①絮状物在空气之中能稳定存在说明为铁离子，因为亚铁离子在空气中不稳定，故铁的化合价为+3价，铁离子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，外围电子排布为3d⁵，故答案为3d⁵；    
②SO₄^2-、PO₄^3-、ClO₄^-．三者原子数都是5，电子数都50，为等电子体，故答案为：PO₄^3-、ClO₄^-；
（2）从图中可以看出，每个中心的水分子与上方面的2个对角的水分子形成氢键，与下方面的另外角的两个水分子形成氢键，共四个；
以中间的水分子为例，1mol水形成了2mol氢键，
故答案为：4；2；
（3）A．C=N中，C原子为sp²杂化，C=N中N原子为sp²杂化，-NH₂中N原子为sp³杂化，杂化类型不同，故A错误；
B．分子中含6个N-H，6个C-N，3个C=N，双键中有1个σ键，共15个σ键，故B正确；
C．分子结构对称，为非极性分子，则不易溶于水，故C错误；
D．三聚氰胺为分子晶体，熔点较低，故D错误．
故选B；
（4）价电子数和原子数分别都相等的是等电子体，则与NO₂⁺离子互为等电子体的是CO₂．CO₂是含有双键的直线形结构，则NO₂⁺结构式为：[O=N=O]⁺；与O₂²⁺离子互为等电子体的是氮气．氮气含有三键，而三键是由1个σ键和2个π键构成的，则1 mol O₂²⁺中含有的π键数目为2N_A，
故答案为：[O=N=O]⁺；2N_A．

点评：本题考查了铁元素的核外电子排布和在空气中稳定存在化合价，看晶胞图判断分子个数和氢键个数等电子体等知识点，中等难度，注意等电子体的应用，外围电子和核外电子的区别．