Question

【題目】鐵氧體是一種磁性材料，具有廣泛的應(yīng)用。

(1)鐵元素位于元素周期表的_________區(qū)，其基態(tài)原子有___________種能量不同的電子。

(2)工業(yè)制備鐵氧體常使用水解法，制備時(shí)常加入尿素[CO(NH)2]2、醋酸鈉等堿性物質(zhì)，尿素分子中四種不同元素的電負(fù)性由大到小的順序是________，醋酸鈉中碳原子的雜化類(lèi)型是_______。

(3)納米氧化鐵能催化火箭推進(jìn)劑NH4ClO4的分解，的結(jié)構(gòu)式為___________(標(biāo)出配位鍵)，與互為等電子體的分子有____________(任寫(xiě)一種)。銨鹽大多不穩(wěn)定，NH4F、NH4I中，較易分解的是_______________。

(4)晶體Fe3O4的晶胞如圖所示，該晶體是一種磁性材料，能導(dǎo)電。

①晶胞中亞鐵離子處于氧離子圍成的_______________(填空間結(jié)構(gòu))空隙。

②晶胞中氧離子的堆積方式與某金屬晶體原子堆積方式相同，該堆積方式名稱(chēng)為______。

③解釋Fe3O4晶體能導(dǎo)電的原因_________；若晶胞的體對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)為a nm，則Fe3O4晶體的密度為_____________g·cm－3(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)。

Answer 1

【答案】d 7 O＞N＞C＞H sp3雜化、sp2雜化 CCl4 NH4F 正四面體 面心立方最密堆積 電子可在兩種不同價(jià)態(tài)的鐵離子間快速發(fā)生轉(zhuǎn)移

【解析】

(1) 鐵是26號(hào)元素，電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，據(jù)此分析解答；

(2)元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大；根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷C原子雜化方式；

(3) 中N原子形成3個(gè)N-H鍵和1個(gè)配位鍵，據(jù)此分析判斷的結(jié)構(gòu)式；根據(jù)原子總數(shù)相等、價(jià)電子總數(shù)也相等的微�；�為等電子體分析書(shū)寫(xiě)；F原子半徑比I原子小，H--F更易形成，更易奪取中的H+；

(4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)結(jié)合常見(jiàn)微粒的堆積方式分析解答①和②，對(duì)于③可以根據(jù)均攤法計(jì)算該晶胞中氧離子和Fe元素微粒的個(gè)數(shù)，從而計(jì)算晶胞的質(zhì)量，晶胞的體對(duì)角線(xiàn)程度為anm，據(jù)此計(jì)算晶胞棱長(zhǎng)，從而計(jì)算晶胞的體積，再結(jié)合密度=計(jì)算。

(1)鐵是26號(hào)元素，處于周期表中第四周期第Ⅷ族，電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，屬于d區(qū)元素，同一能級(jí)中電子能量相同，不同能級(jí)中的電子能量不相同，故共有7種能量不同的電子，故答案為：d；7；

(2)元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大，非金屬性O＞N＞C＞H，則電負(fù)性O＞N＞C＞H；醋酸鈉中甲基上C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4、羧基上C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，C原子雜化方式分別為sp3、sp2，故答案為：O＞N＞C＞H；sp3雜化、sp2雜化；

(3) 中N原子形成3個(gè)N-H鍵，N原子提供1對(duì)電子給氫離子形成1個(gè)配位鍵，其結(jié)構(gòu)式為，其空間構(gòu)型為正四面體形；ClO4-是5原子、32e-的離子，與ClO4-互為等電子體的分子為CCl4；F原子半徑比I原子小，H-F鍵比H-I鍵強(qiáng)，H-F更易形成，易奪取中的H+，所以NH4F、NH4I中，較易分解的是NH4F，故答案為：； CCl4；NH4F；

(4)①根據(jù)圖示，晶胞中亞鐵離子處于氧離子圍成的正四面體空隙，故答案為：正四面體；

②根據(jù)圖示，晶胞中氧離子的堆積方式為面心立方最密堆積，故答案為：面心立方最密堆積；

③含有自由移動(dòng)電子的物質(zhì)能導(dǎo)電，該晶體中含有亞鐵離子和鐵離子，電子可在兩種不同價(jià)態(tài)的鐵離子間快速發(fā)生轉(zhuǎn)移，所以Fe3O4晶體能導(dǎo)電；該晶胞中氧離子個(gè)數(shù)=1+12×=4，Fe元素的微粒個(gè)數(shù)=1+4×+3×=3，晶胞的質(zhì)量=g；晶胞的體對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度為anm，則晶胞棱長(zhǎng)=nm=nm，晶胞體積=(×10-7cm)3，則Fe3O4晶體的密度為=g/cm3，故答案為：電子可在兩種不同價(jià)態(tài)的鐵離子間快速發(fā)生轉(zhuǎn)移；。