Question

【題目】2017年4月26日，中田首艘國(guó)產(chǎn)航母在大連正式下水，標(biāo)志著我國(guó)自主設(shè)計(jì)航空母艦取得重大階段性成果。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)航母用鋼可由低硅生鐵冶煉而成。

①硅原子L能層的電子分布圖為____________________；

②Fe3+比Fe2+穩(wěn)定的原因是_____________________；

③鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]溶液可以檢驗(yàn)Fe2+。1 mol CN-中含有π鍵的數(shù)為_________，與CN-互為等電子體的分子有__________(寫出一種)，鐵氰化鉀晶體中各種微粒間相互作用不包括_______________；

a. 離子鍵 b. 共價(jià)鍵 c.配位鍵 d. 金屬鍵 e. 氫鍵 f. 范德華力

(2)航母螺旋槳主要用銅合金制造。含銅廢液可以利用銅萃取劑M，通過(guò)如下反應(yīng)實(shí)現(xiàn)銅離子的富集，進(jìn)行回收。

①M所含元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>__________(用元素符號(hào)表示)；

②X中采用sp3雜化的非金屬原子有___________(填寫元素名稱)，采用sp3雜化的原子有__________個(gè)；

(3)Fe3O4是Fe3+、Fe2+、O2-通過(guò)離子鍵而組成的復(fù)雜離子晶體。O2-的重復(fù)排列方式如圖所示，已知該晶體的晶胞參數(shù)為a nm，密度為b g/cm3，則NA=__________mol-1。(列出含a、b的計(jì)算式)

(白球表示O2-)

Answer 1

【答案】 Fe3+價(jià)層電子排布式為3d5，處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài) 2NA CO def O＞N＞C＞H C、O 9

【解析】

(1)①Si元素原子序數(shù)為14，核外電子排布式為1s22s22p63s23p2，可知其L能層有2個(gè)s電子，6個(gè)p電子，電子分布圖為；

②Fe是26號(hào)元素，Fe原子失去最外層的2個(gè)4s電子變?yōu)?/span>Fe2+，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6，價(jià)層電子排布式為3d6，當(dāng)Fe2+再失去1個(gè)3d電子時(shí)，價(jià)層電子排布式變?yōu)?/span>3d5，處于d軌道的半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以Fe3+比Fe2+穩(wěn)定；

③CN-中C、N原子間通過(guò)三鍵結(jié)合，其中含有1個(gè)σ鍵，2個(gè)π鍵，則1 mol CN-中含有π鍵的數(shù)為2NA；由于等電子體中原子總數(shù)相等，價(jià)電子總數(shù)也相等，所以與CN-互為等電子體的分子是CO；鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]為離子晶體，含有離子鍵，在絡(luò)離子[Fe(CN)6]3-中，中心Fe3+與配位體之間通過(guò)配位鍵結(jié)合，在配位體CN-中含有共價(jià)鍵，化合物中不含有金屬鍵、氫鍵、范德華力，故合理選項(xiàng)是def；

(2)①根據(jù)M結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知其中含有C、H、O、N四種元素，由于同一周期元素的電負(fù)性隨原子序數(shù)的增大而增大，則O＞N＞C，H元素的非金屬性最弱，其電負(fù)性最小，故這四種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椋?/span>O＞N＞C＞H；

②根據(jù)X示意圖可知烴基-C8H17中的8個(gè)C原子及羥基-OH原子采用sp3雜化，而N原子形成C、N雙鍵，采用sp2雜化，所以X中采用sp3雜化的非金屬原子有C、O，采用sp3雜化的原子數(shù)目由8+1=9；

(3)根據(jù)O2-排布圖示可將Fe3O4變?yōu)槿鐖D所示結(jié)構(gòu)：

其中Fe2+離子處于晶胞的頂點(diǎn)、面心以及A位置立方體的體心。O2-位于A、B小立方體的內(nèi)部，每個(gè)小立方體內(nèi)部各有4個(gè)O2-。Fe3+離子處于晶胞B位置小立方體內(nèi)部，每個(gè)B中含有4個(gè)Fe3+，晶胞中Fe2+離子數(shù)目=4+8×+6×=8，Fe3+離子數(shù)目=4×4=16，O2-離子數(shù)目=4×8=32，故晶胞中Fe2+、Fe3+、O2-的個(gè)數(shù)比為8：16：32，晶胞相當(dāng)于有8個(gè)“Fe3O4”，晶胞質(zhì)量m=8×g，該晶體的晶胞參數(shù)為a nm，密度為b g/cm3，所以b= =，故NA=。