Question

【题目】铁、钴、铜是重要的过渡元素,其化合物具有广泛的用途。

(1)钴位于元素周期表中第____族,基态Cu的核外电子排布式是_________。元素铁与铜的第二电离能分别为:ICu=1958kJ/mol、IFe=1561kJ/mol，ICu>IFe的原因是______________。

(2)有机铁肥三硝酸六尿素合铁(Ⅲ),化学式为:[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3.

①尿素分子中C原子的杂化方式是_______，所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是_____。

②[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3中“H2NCONH2”与Fe(Ⅲ)之间的作用力是_______。根据价层电子对互斥理论推测NO3-的空间构型为_________。

(3)Fe3+可用SCN-检验，其对应的酸有两种，分别为硫氰酸(H-S-C≡N)和异硫氰酸(H-N=C=S),这两种酸中沸点较高的是________________，原因是________________。

(4)FeCl3晶体易溶于水喝乙醇，用酒精灯加热即可气化，由此可知FeCl3的晶体类型为_____；S和Fe形成的某化合物，其晶胞如图一所示，则该物质的化学式为_______。

(5)Cu晶体的堆积方式如图二所示，晶体中Cu原子的配位数为_______；设Cu原子半径为a,晶体空间利用率为_______(用含a的式子表达，不化简)。

Answer 1

【答案】 ⅥB 1s22s22p63s23p63d104s1 ；铜失去1个电子后为3d10,轨道为全充满,相对较稳定,再失去电子较难；而铁失去1个电子后为3d64s1,再失去电子相对较容易 sp2 O、N、C、H 配位键 平面三角形 异硫氰酸(H-N=C=S)； 异硫氰酸更易形成分子间氢键 分子晶体 FeS 12

【解析】（1）钴的原子序数为27，钴元素在周期表中位于第四周期第VIII族, Cu的原子序数为29， Cu原子的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1； ICu＞IFe的原因是铜失去1个电子后为3d10，轨道为全充满，相对较稳定，再失去电子较难；而铁失去1个电子后为3d64s1，再失去电子相对较易；正确答案：Ⅷ；1s22s22p63s23p63d104s1；铜失去1个电子后为3d10，轨道为全充满，相对较稳定，再失去电子较难；而铁失去1个电子后为3d64s1,再失去电子相对较容易。

（2）①尿素分子中C原子形成3个σ键和一个π键，杂化方式是sp2；所含非金属元素为碳、氮、氢、氧，同一周期，从左到右，原子半径减小，元素电负性增大，所以四种非金属元素的电负性由大到小的顺序是O、N、C、H ；正确答案：O、N、C、H。

②Fe(Ⅲ)提供空轨道，配体H2NCONH2中的两个N原子提供孤电子对，[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3中“H2NCONH2”与Fe(Ⅲ)之间的作用力是配位键；根据价层电子对互斥理论，NO3-中心原子N的价层电子对为3+(5+1-2×3)/2=3，杂化方式是sp2，推测NO3－的空间构型为平面三角形；正确答案：配位键 ；平面三角形。

（3）硫氰酸（H-S-C≡N）和异硫氰酸（H-N=C=S）沸点较高的是异硫氰酸（H-N=C=S），该分子中N原子电负性较大，且存在N―H键，具备氢键形成的条件，易形成分子间氢键；正确答案：异硫氰酸(H-N=C=S)； 异硫氰酸更易形成分子间氢键。

（4）FeCl3晶体易溶于水和乙醇，用酒精灯加热即可气化，说明FeCl3沸点低，分子极性小，具有分子晶体的特点为分子晶体。根据图一晶胞中Fe的个数为4，S原子的个数为8×1/8+6×1/2=4，故该物质的化学式为FeS；正确答案：分子晶体；FeS。

（5）以铜晶胞的一个面心的原子为观察点，该平面和上下两个平面上各有四个原子与中心原子最近且距离相等，共12个，晶体中Cu原子的配位数为12；4个铜原子的体积4×4πa3,晶胞的边长为4a×√2/2,故空间利用率为；正确答案：12；。