Question

【题目】铁和钴是两种重要的过渡元素。

(1)钴位于元素周期表第四周期Ⅷ族，其基态原子中未成对电子个数为___________。

(2)基态Fe3+的核外电子排布式___________

(3)铁氧体是一种磁性材料，工业上制备时常采用水解法，制备时常加入尿素(CO(NH2)2)、醋酸钠等碱性物质。尿素分子中所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是___________，分子中σ键与π键的数目之比为___________。醋酸钠中碳原子的杂化类型___________。

(4)铁氧体也可使用沉淀法，制备时常加入氨(NH3)、联氨(N2H4)等弱碱，已知氨(NH3熔点：－77.8%℃、沸点：－33.5%℃)，联氨(N2H4熔点：2℃、沸点：113.5°C)解释其熔沸点高低的主要原因______________________。

(5)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物，已知Co3+的配位数为6，为确定钻的配合物的结构，现对两种配合物进行如下实验：在第一种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生白色沉淀，则第一种配合物的配体为___________。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r-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，如上图所示，则该物质的化学式为___________。若品体密度为dg·cm－3，则晶胞中最近的两个碳原子的距离为___________pm(阿伏加德罗常数的值用NA表示，写出简化后的计算式即可)。

Answer 1

【答案】3 1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5） O>N>C>H 7:1 sp2 、sp3 联氨分子间形成氢键的数目多于氨分子形成的氢键 NH3、Br- NH3、 SO42- FeC（Fe4C4）

【解析】

（1）根据钴在元素周期表的位置，结合其电子排布式判断未成对电子个数；

（2）依据基态Fe的核外电子排布式判断失去最外层3个电子后的电子排布式；

（3）CO(NH2)2分子由C、N、H、O原子构成，根据同一周期元素电负性依次增大，同一主族元素电负性逐渐减小的规律进行分析；共价单键有1个σ键，共价双键有1个σ键与1个π键，结合成键规律及其分子结构式分析作答；醋酸钠含单键与碳氧双键，结合杂化轨道理论进行分析；

（4）考虑氢键对物质的熔沸点的影响；

（5）配合物的外界和内界之间通常形成离子键，外界的离子可以电离，而内界的配体离子难以电离。

（1）钴是27号元素，位于元素周期表第四周期Ⅷ族，其基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d74s2，则在3d能级的原子轨道中有3个未成对电子，

故答案为：3；

（2）因Fe原子序数为26，位于第四周期Ⅷ族，其基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，则基态Fe3+的核外电子排布式1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5），

故答案为：1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5）；

（3）同一周期中从左到右元素的电负性依次增大，同一主族元素从上到下电负性逐渐减小，则C、N、H、O的电负性由大到小的顺序是O>N>C>H；CO(NH2)2的结构简式为：，可看出分子内共有7个σ键与1个π键，则σ键与π键的个数比为7:1；醋酸根离子的中心碳原子不提供孤对电子，醋酸分子中两个碳原子处于中心位置,甲基碳原子sp3杂化,羧基碳原子sp2杂化，故其杂化类型为sp2 、sp3，

故答案为：O>N>C>H；7:1；sp2 、sp3；

（4）N2H4与NH3相比，其分子间的氢键数目较氨分子形成的氢键多，则N2H4熔沸点会相对升高，

故答案为：联氨分子间形成氢键的数目多于氨分子形成的氢键；

（5）Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物，已知Co3+的配位数为6。在第一种配合物溶液中加硝酸银溶液产生白色沉淀，白色沉淀是硫酸银，说明第一种配体不是硫酸根，硫酸根是外界的离子，而溴离子是内界的配体，则第一种配合物的配体为NH3、Br-；在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀，则沉淀为溴化银，则配体不可能是Br-，即第一种配合物的配体为NH3、SO42-。

故答案为：NH3、Br-；NH3、SO42-；

（6）根据晶胞结构可知，晶胞中铁原子个数为8×1/8+6×1/2 = 4，碳原子个数为1+12×1/4 = 4，因此该物质的化学式为FeC（Fe4C4）；晶胞中最近的两个碳原子之间的距离为面对角线的一半，晶胞的边长 = = cm，则面对角线为 cm×，所以晶胞中最近的碳原子之间的距离 = = pm，

故答案为：FeC（Fe4C4）； pm。