Question

【題目】鐵和鈷是兩種重要的過渡元素。

(1)鈷位于元素周期表第四周期Ⅷ族，其基態原子中未成對電子個數為___________。

(2)基態Fe3+的核外電子排布式___________

(3)鐵氧體是一種磁性材料，工業上制備時常采用水解法，制備時常加入尿素(CO(NH2)2)、醋酸鈉等堿性物質。尿素分子中所含非金屬元素的電負性由大到小的順序是___________，分子中σ鍵與π鍵的數目之比為___________。醋酸鈉中碳原子的雜化類型___________。

(4)鐵氧體也可使用沉淀法，制備時常加入氨(NH3)、聯氨(N2H4)等弱堿，已知氨(NH3熔點：－77.8%℃、沸點：－33.5%℃)，聯氨(N2H4熔點：2℃、沸點：113.5°C)解釋其熔沸點高低的主要原因______________________。

(5)Co(NH3)5BrSO4可形成兩種鈷的配合物，已知Co3+的配位數為6，為確定鉆的配合物的結構，現對兩種配合物進行如下實驗：在第一種配合物溶液中加入硝酸銀溶液產生白色沉淀，則第一種配合物的配體為___________。在第二種配合物溶液中加入硝酸銀溶液產生淡黃色沉淀。則第二種配合物的配體為___________。

(6)奧氏體是碳溶解在r-Fe中形成的一種間隙固溶體，無磁性，其晶胞為面心立方結構，如上圖所示，則該物質的化學式為___________。若品體密度為dg·cm－3，則晶胞中最近的兩個碳原子的距離為___________pm(阿伏加德羅常數的值用NA表示，寫出簡化后的計算式即可)。

Answer 1

【答案】3 1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5） O>N>C>H 7:1 sp2 、sp3 聯氨分子間形成氫鍵的數目多于氨分子形成的氫鍵 NH3、Br- NH3、 SO42- FeC（Fe4C4）

【解析】

（1）根據鈷在元素周期表的位置，結合其電子排布式判斷未成對電子個數；

（2）依據基態Fe的核外電子排布式判斷失去最外層3個電子后的電子排布式；

（3）CO(NH2)2分子由C、N、H、O原子構成，根據同一周期元素電負性依次增大，同一主族元素電負性逐漸減小的規律進行分析；共價單鍵有1個σ鍵，共價雙鍵有1個σ鍵與1個π鍵，結合成鍵規律及其分子結構式分析作答；醋酸鈉含單鍵與碳氧雙鍵，結合雜化軌道理論進行分析；

（4）考慮氫鍵對物質的熔沸點的影響；

（5）配合物的外界和內界之間通常形成離子鍵，外界的離子可以電離，而內界的配體離子難以電離。

（1）鈷是27號元素，位于元素周期表第四周期Ⅷ族，其基態原子的電子排布式為：1s22s22p63s23p63d74s2，則在3d能級的原子軌道中有3個未成對電子，

故答案為：3；

（2）因Fe原子序數為26，位于第四周期Ⅷ族，其基態原子的電子排布式為：1s22s22p63s23p63d64s2，則基態Fe3+的核外電子排布式1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5），

故答案為：1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5）；

（3）同一周期中從左到右元素的電負性依次增大，同一主族元素從上到下電負性逐漸減小，則C、N、H、O的電負性由大到小的順序是O>N>C>H；CO(NH2)2的結構簡式為：，可看出分子內共有7個σ鍵與1個π鍵，則σ鍵與π鍵的個數比為7:1；醋酸根離子的中心碳原子不提供孤對電子，醋酸分子中兩個碳原子處于中心位置,甲基碳原子sp3雜化,羧基碳原子sp2雜化，故其雜化類型為sp2 、sp3，

故答案為：O>N>C>H；7:1；sp2 、sp3；

（4）N2H4與NH3相比，其分子間的氫鍵數目較氨分子形成的氫鍵多，則N2H4熔沸點會相對升高，

故答案為：聯氨分子間形成氫鍵的數目多于氨分子形成的氫鍵；

（5）Co(NH3)5BrSO4可形成兩種鈷的配合物，已知Co3+的配位數為6。在第一種配合物溶液中加硝酸銀溶液產生白色沉淀，白色沉淀是硫酸銀，說明第一種配體不是硫酸根，硫酸根是外界的離子，而溴離子是內界的配體，則第一種配合物的配體為NH3、Br-；在第二種配合物溶液中加入硝酸銀溶液產生淡黃色沉淀，則沉淀為溴化銀，則配體不可能是Br-，即第一種配合物的配體為NH3、SO42-。

故答案為：NH3、Br-；NH3、SO42-；

（6）根據晶胞結構可知，晶胞中鐵原子個數為8×1/8+6×1/2 = 4，碳原子個數為1+12×1/4 = 4，因此該物質的化學式為FeC（Fe4C4）；晶胞中最近的兩個碳原子之間的距離為面對角線的一半，晶胞的邊長 = = cm，則面對角線為 cm×，所以晶胞中最近的碳原子之間的距離 = = pm，

故答案為：FeC（Fe4C4）； pm。