Question

【題目】[化學——選修5物質結構與性質]

硼及其化合物在工業上有許多用途。工業上以鐵硼礦為原料制備硼酸，鐵硼礦含有Mg、Fe、Ca、Al、B、O等多種元素，它的主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4。

（1）基態鐵原子的外圍電子層排布為 ，該元素位于元素周期表中的第 族，在水溶液中常以Fe2+、Fe3+的形式存在，其中 更穩定。

（2）以硼酸為原料可制得NaBH4, B原子的雜化方式為 。

（3）工業上冶煉鋁不用氯化鋁，因為氯化鋁易升華，其雙聚物Al2Cl6結構如圖所示。1mol該分子中含 個配位鍵，該分子 （填“是”或“不是”）平面型分子。

（4）依據第二周期元素第一電離能的變化規律，參照圖中B、C、O、F元素的位置，用小黑點表示N元素的相對位置。

（5）Al單質為面心立方晶體，其晶體參數a=0.405nm，列式表示Al單質的密度： g·cm－3。

Answer 1

【答案】（15分）（1）3d64s2 （2分） Ⅷ（1分） Fe3+ （1分）

（2）SP3（2分） （3）2NA （2分） 不是 （2分）

(4)如右圖所示（2分）

(5)ρ＝（3分）

【解析】試題分析：（1）Fe元素原子核外電子數為26，根據能量最低原理，其價電子排布式為3d64s2，在周期表中位于第Ⅷ族，Fe3+離子3d為半滿穩定狀態，能量較低，比較穩定；故答案為：3d64s2；Ⅷ；Fe3+；（2）NaBH4中B原子價層電子對數為4+（3+1-1×4）/2=4，雜化軌道數目為4，其雜化方式為：sp3，故答案為：sp3；（3）Al2Cl6結構中黑色球為Al原子、白色球為Cl原子，Al原子與Cl原子之間形成3個共價鍵、1個配位鍵，Al原子雜化軌道數目為4，1mol該分子中含2NA個配位鍵，該分子不是平面型分子，故答案為：2NA；否；（4）同周期隨原子序數增大，元素第一電離能呈增大趨勢，氮元素原子2p能級為半滿穩定狀態，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故第一電離能B＜C＜O＜N，表示N元素的相對位置為：（5）Al單質為面心立方晶體，晶胞中Al原子數目為8/8+5/2=4，晶胞質量為4×27/（6.02×1023），其晶體參數a=0.405nm，則晶胞密度為