Question

【題目】[化學(xué)-選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

鐵氧體是一種磁性材料，具有廣泛的應(yīng)用。 -

(1)基態(tài)鐵原子的核外電子排布式為[Ar]_______。

(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(NH2)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)性由大至小的順序是____________；醋酸鈉中碳原子的雜化類(lèi)型是_________。

(3)工業(yè)制備鐵氧體也可使用沉淀法，制備時(shí)常加入氨（NH3)、聯(lián)氨(N2H4)等弱堿。比較下表中氨(NH3)、聯(lián)氨(N2H4)的熔沸點(diǎn)，解釋其高低的主要原因________。

	N2H4	NH3
熔點(diǎn)/℃	2	-77.8
沸點(diǎn)/℃	113.5	-33.5

(4)下圖是從鐵氧體離子晶體Fe3O4中，取出的能體現(xiàn)其晶體結(jié)構(gòu)的一個(gè)立方體，則晶體中的氧離子是否構(gòu)成了面心立方最密堆積______(填“是”或“否”），該立方體是不是Fe3O4的晶胞______(填“是”或“否”），立方體中三價(jià)鐵離子處于氧離子圍成的_____空隙(填空間結(jié)構(gòu)）。

(5)解釋該Fe3O4晶體能導(dǎo)電的原因________，根據(jù)上圖計(jì)算Fe3O4晶體的密度_____gcm-3。 (圖中a=0.42nm，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】 3d64s2 O>N>C>H sp3雜化、sp2雜化 主要原因是聯(lián)氨分子間形成的氫鍵數(shù)目多于氨分子間形成的氫鍵 是 是 正八面體 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 5.2g/cm3

【解析】(1)鐵的核外電子總數(shù)為26，則基態(tài)鐵原子的核外電子排布式為[Ar]3d64s2 ；

(2)尿素[CO(NH2)2 ]所含四種元素分別為N、H、C、O，元素的非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，則四種元素的電負(fù)性由大至小的順序是；CH3COONa中甲基中的C原子 sp雜化，羧基中的C原子 sp雜化；

(3)氨和聯(lián)氨分子間均存在氫鍵，但聯(lián)氨分子間形成的氫鍵數(shù)目多于氨分子間形成的氫鍵，故聯(lián)氨的沸點(diǎn)明顯高于氨；

(4)由圖示可知晶體中的氧離子構(gòu)成面心立方最密堆積，該立方體中氧離子數(shù)目為12×+1=4，F(xiàn)e3+的數(shù)目為4×+3×=2，F(xiàn)e2+的數(shù)目為1，則Fe和O的原子數(shù)目為3:4，是Fe3O4的晶胞；立方體中三價(jià)鐵離子周?chē)��?個(gè)氧離子圍成的正八面體空隙中心。

(5)晶體中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，則Fe3O4晶體能導(dǎo)電；晶體的體積為a3=（0.42×10-7cm）3，每摩爾晶胞的質(zhì)量為（56×3+16×4）g=232g，則Fe3O4晶體的密度=232g÷[NA×（0.42×10-7cm）3]=5.2g/cm3。