Question

【题目】[化学——选修5物质结构与性质]

硼及其化合物在工业上有许多用途。工业上以铁硼矿为原料制备硼酸，铁硼矿含有Mg、Fe、Ca、Al、B、O等多种元素，它的主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4。

（1）基态铁原子的外围电子层排布为 ，该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 更稳定。

（2）以硼酸为原料可制得NaBH4, B原子的杂化方式为 。

（3）工业上冶炼铝不用氯化铝，因为氯化铝易升华，其双聚物Al2Cl6结构如图所示。1mol该分子中含 个配位键，该分子 （填“是”或“不是”）平面型分子。

（4）依据第二周期元素第一电离能的变化规律，参照图中B、C、O、F元素的位置，用小黑点表示N元素的相对位置。

（5）Al单质为面心立方晶体，其晶体参数a=0.405nm，列式表示Al单质的密度： 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)如右图所示（2分）

(5)ρ＝（3分）

【解析】试题分析：（1）Fe元素原子核外电子数为26，根据能量最低原理，其价电子排布式为3d64s2，在周期表中位于第Ⅷ族，Fe3+离子3d为半满稳定状态，能量较低，比较稳定；故答案为：3d64s2；Ⅷ；Fe3+；（2）NaBH4中B原子价层电子对数为4+（3+1-1×4）/2=4，杂化轨道数目为4，其杂化方式为：sp3，故答案为：sp3；（3）Al2Cl6结构中黑色球为Al原子、白色球为Cl原子，Al原子与Cl原子之间形成3个共价键、1个配位键，Al原子杂化轨道数目为4，1mol该分子中含2NA个配位键，该分子不是平面型分子，故答案为：2NA；否；（4）同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，氮元素原子2p能级为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，故第一电离能B＜C＜O＜N，表示N元素的相对位置为：（5）Al单质为面心立方晶体，晶胞中Al原子数目为8/8+5/2=4，晶胞质量为4×27/（6.02×1023），其晶体参数a=0.405nm，则晶胞密度为