Question

【題目】近期我國學者研制出低成本的電解“水制氫”催化劑——鎳摻雜的磷化鈷三元納米片電催化劑（）。回答下列問題：

(1)Co在元素周期表中的位置為_________，Co2+價層電子排布式為______________。

(2)Co、Ni可形成、、等多種配合物。

①的空間構型為__________，中N原子的雜化軌道類型為_________。

②C、N、O、S四種元素中，第一電離能最大的是_____________。

③中含有σ鍵的數目為__________；已知NF3比NH3的沸點小得多，試解釋原因________________________________________。

(3)常用丁二酮肟來檢驗Ni2+，反應如下：

Ni2+(aq)+2 2H+(aq)

①1個二（丁二酮肟）合鎳（Ⅱ）中含有_________________個配位鍵。

②上述反應的適宜為_________________（填字母序號）

A.12 B.5～10 C.1

(4)磷化硼是一種備受關注的耐磨涂料，其晶體中磷原子作面心立方最密堆積，硼原子填入四面體空隙中（如圖）。已知磷化硼晶體密度為，計算晶體中硼原子和磷原子的最近核間距為___________。

Answer 1

【答案】第四周期第Ⅷ族 3d7 正四面體形 sp2 N 24NA NH3分子間存在氫鍵 4 B

【解析】

(1)Co為27號元素，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族；基態Co原子價層電子排布為3d74s2，失去最外層2個電子形成Co2+，所以Co2+的價層電子排布為3d7；

(2)①硫酸根中心原子的價層電子對數為，無孤對電子，所以空間構型為正四面體結構；NO3-中心原子的價層電子對數為，所以為sp2雜化；

②同主族元素自上而下第一電離能逐漸減小，同周期元素自左向右第一電離能呈增大趨勢，但第I IA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以4中元素中第一電離能最大的為N元素；

③6個NH3與Co2+之間形成6個配位鍵，屬于σ鍵，每個氨氣分子中的氮氫鍵也為σ鍵，共6+3×6=24，所以1mol[Co(NH3)6]Cl2含有的σ鍵個數為24NA；N元素電負性較大，所以NH3分子間存在氫鍵，沸點較高；

(3)①根據N原子的成鍵特點可知，在二(丁二酮肟)合鎳中N原子和Ni2+形成的化學鍵均為配位鍵，所以1個二(丁二酮肟)合鎳中含有4個配位鍵；

②堿性太強容易生成Ni(OH)2沉淀，酸性太強大量的氫離子存在不利于二(丁二酮肟)合鎳的生成，所以適宜的pH應為B：5~10；

(4)由圖可知，1個晶胞中含有4個B原子和4個P原子，故晶胞質量，設邊長為acm，則晶胞的體積V=a3cm3，故晶胞密度，解得；晶體中硼原子和磷原子的最近核間距為品胞體對角線的，體對角線長度為晶胞邊長的倍，所以晶體中硼原子和磷原子的最近核間距。