Question

【题目】铁和钴是两种重要的过渡元素。

（1）钴位于元素周期表得第_____________族，其基态原子中未成对电子的个数为______。

（2）[Fe(H2NCONH2)]6(NO3)3的名称是三硝酸六尿素合铁（Ⅲ），是一种重要的配合物。该化合物中Fe3+的核外电子排布式为____________________，所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是____________________。

（3）尿素分子中、碳原子为________杂化，分子中σ键与π键的数目之比为____________________。

（4）FeO晶体与NaCl晶体结构相似，比较FeO与NaCl的晶格能大小，还需要知道的数据是______。

（5）Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物，结构分别为[Co(NH3)5Br]SO4和[Co(SO4)(NH3)5]Br。已知Co3＋的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，现对两种配合物进行如下实验：在第一种配合物溶液中加硝酸银溶液产生白色沉淀，在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀。则第二种配合物的配体为____________________。

（6）奥氏体是碳溶解在γ－Fe中形成的一种间隙固溶体，无磁性，其晶胞为面心立方结构，如下图所示，则该物质的化学式为____________________。若晶体密度为dg·cm3，则晶胞中最近的两个碳原子的距离为____________________pm（阿伏伽德罗常数的值用NA表示，写出简化后的计算式即可）。

Answer 1

【答案】Ⅷ3[Ar]3d5（或1s22s22p63s23p63d5）O、N、C、Hsp27∶1离子半径大小SO42-、NH3FeC×3×1010

【解析】（1）钴的核电荷数为27，位于元素周期表的第四周期第Ⅷ 族，其基态原子的电子排布式为[Ar]3d74s2，可知未成对电子的个数为3；

（2）基态Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则Fe3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5），通常元素的非金属性越大，电负性越大，则所含非金属元素C、N、O、H中O的非金属性最强，H最弱，四者的电负性由大到小的顺序是O、N、C、H；

（3）由尿素分子的结构式可知，尿素分子中C原子成2个C-N键、1个C=O键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3，C原子采取sp2杂化；分子中σ键数目为7，π键的数目为1，二者数目之比为7∶1；

（4）晶格能的主要影响因素是离子电荷、离子半径及离子构型，FeO与NaCl的晶体构型相似，离子电荷电荷也已知，还需要离子半径大小才能比较晶格能大小；

（5）由[Co(NH3)5Br]SO4可知，硫酸根离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，所以会与钡离子结合成白色沉淀；另一种加入AgNO3溶液时，会产生淡黄色沉淀溴化银，说明溴离子为配合物的外界，则第二种配合物为[Co(SO4)(NH3)5]Br，其配体为SO42-、NH3；

（6）晶胞中Fe原子的个数为8×+6× =4，碳原子数为12× +1=4，Fe和C的原子数目比为1:1，则该物质的化学式为FeC；一个晶胞中含有4个FeC，设晶胞中最近的两个碳原子的距离为xcm，则晶胞的边长为xcm，晶胞的体积为(x)3cm3，晶胞的密度为dg·cm-3=(68×4g)÷[(x)3cm3×NA]，解得x= cm=×1010pm。