Question

【题目】铁和铜都是日常生活中常见的金属，有着广泛的用途。请回答下列问题：

（1）铁在元素周期表中的位置_________。

（2）配合物Fe(CO)n常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)n晶体属于______（填晶体类型）。Fe(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则n=______ 。Fe(CO)n在一定条件下发生反应：Fe(CO)n（s） Fe（s）+ n CO（g）。已知反应过程中只断裂配位键，则该反应生成物中新形成的化学键类型为___________。

（3）K3[Fe(CN)6]溶液可用于检验________（填离子符号）。CN-中碳原子杂化轨道类型为_________，C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序为_______（用元素符号表示）。

（4）铜晶体的晶胞如右图所示。

①基态铜原子的核外电子排布式为________________。

②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目________。

（5）某M原子的外围电子排布式为3s23p5，铜与M形成化合物的晶胞如附图所示（黑点代表铜原子）。

①该晶体的化学式为____________。

②已知该晶体的密度为g.cm-3，阿伏伽德罗常数为NA，则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为_________pm（只写计算式）。

Answer 1

【答案】 第四周期第Ⅷ族 分子晶体 5 金属键 Fe2+ sp杂化 N＞O＞C [Ar]3d104s1 或1s22s22p63s23p63d104s1 12 CuCl

【解析】（1）本题考查元素在周期表的位置，铁位于第四周期VIII族；（2）考查晶体类型的判断、化学键类型，Fe(CO)n常温下呈液态，熔点、沸点较低，易溶于非极性溶剂，这是分子晶体的特点，因此Fe(CO)n属于分子晶体，中心原子为Fe，铁位于VIII族，价电子包括最外层和次外层的d能级，因此价电子数为8，CO有C提供2个孤电子对与铁构成配位键，因此有8＋2n=18，即n=5，根据反应方程式，断裂的是配位键，生成物生成了Fe单质，即生成了金属键；（3）本题考查配位化合物、杂化类型、第一电离能规律，K3[Fe(CN)6]检验Fe2＋，滴入K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀，说明Fe2＋的存在，CN－中碳原子与N形成1个σ键，孤电子对数为(4＋1－3)/2=1，价层电子对数为2，杂化轨道数等于价层电子对数，即杂化类型为sp，同周期从左向右第一电离能增大，但IIA>IIA、VA>VIA，因此C、N、O的第一电离能的顺序是N>O>C；（4）考查电子排布式的书写和晶胞，铜位于第四周期IB族，因此核外电子排布式是[Ar]3d104s1 或1s22s22p63s23p63d104s1，距离最近的铜原子在面上，每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为12(上层4个、同层4个、下层4个)；（5）本题考查晶胞的结构，①根据M的外围电子排布式，推出M为Cl，白球位于顶点和面心，因此白球的个数为8×1/8＋6×1/2=4，黑球位于体心，有4个，因此化学式为CuCl；②铜原子和Cl原子最近的距离是体对角线的1/4，令晶胞的边长为apm，晶胞的质量为，晶胞的体积为(a×10－10)3cm3，根据密度的定义推出a=，即最近的距离为。