Question

【题目】近期我国学者研制出低成本的电解“水制氢”催化剂——镍掺杂的磷化钴三元纳米片电催化剂（）。回答下列问题：

(1)Co在元素周期表中的位置为_________，Co2+价层电子排布式为______________。

(2)Co、Ni可形成、、等多种配合物。

①的空间构型为__________，中N原子的杂化轨道类型为_________。

②C、N、O、S四种元素中，第一电离能最大的是_____________。

③中含有σ键的数目为__________；已知NF3比NH3的沸点小得多，试解释原因________________________________________。

(3)常用丁二酮肟来检验Ni2+，反应如下：

Ni2+(aq)+2 2H+(aq)

①1个二（丁二酮肟）合镍（Ⅱ）中含有_________________个配位键。

②上述反应的适宜为_________________（填字母序号）

A.12 B.5～10 C.1

(4)磷化硼是一种备受关注的耐磨涂料，其晶体中磷原子作面心立方最密堆积，硼原子填入四面体空隙中（如图）。已知磷化硼晶体密度为，计算晶体中硼原子和磷原子的最近核间距为___________。

Answer 1

【答案】第四周期第Ⅷ族 3d7 正四面体形 sp2 N 24NA NH3分子间存在氢键 4 B

【解析】

(1)Co为27号元素，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族；基态Co原子价层电子排布为3d74s2，失去最外层2个电子形成Co2+，所以Co2+的价层电子排布为3d7；

(2)①硫酸根中心原子的价层电子对数为，无孤对电子，所以空间构型为正四面体结构；NO3-中心原子的价层电子对数为，所以为sp2杂化；

②同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小，同周期元素自左向右第一电离能呈增大趋势，但第I IA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，所以4中元素中第一电离能最大的为N元素；

③6个NH3与Co2+之间形成6个配位键，属于σ键，每个氨气分子中的氮氢键也为σ键，共6+3×6=24，所以1mol[Co(NH3)6]Cl2含有的σ键个数为24NA；N元素电负性较大，所以NH3分子间存在氢键，沸点较高；

(3)①根据N原子的成键特点可知，在二(丁二酮肟)合镍中N原子和Ni2+形成的化学键均为配位键，所以1个二(丁二酮肟)合镍中含有4个配位键；

②碱性太强容易生成Ni(OH)2沉淀，酸性太强大量的氢离子存在不利于二(丁二酮肟)合镍的生成，所以适宜的pH应为B：5~10；

(4)由图可知，1个晶胞中含有4个B原子和4个P原子，故晶胞质量，设边长为acm，则晶胞的体积V=a3cm3，故晶胞密度，解得；晶体中硼原子和磷原子的最近核间距为品胞体对角线的，体对角线长度为晶胞边长的倍，所以晶体中硼原子和磷原子的最近核间距。