Question

【題目】鐵、鈷(Co)屬于第四周期第VIII族元素，含鐵、鈷化合物具有諸多用途。回答下列問題：

(1)基態Co原子價層電子的電子排布圖(軌道表達式)為________________。

(2)Co的配合物[Co(NH3)5Cl]SO4是一種重要的化合物。

①SO42-的空間立體構型為___________，其中S原子的雜化軌道類型是___________，寫出一種與SO42-互為等電子體的分子的化學式:______________。

②[Co(NH3)5Cl]SO4中，N、O、S三種元素的第一電離能由大到小的順序為_______________。

③[Co(NH3)5Cl]SO4中，存在___________(填字母)

a.離子鍵 b.金屬鍵 c.配位鍵 d.非極性鍵 e.極性鍵

(3)鐵氰化鉀{K3 [Fe(CN)6]}溶液是檢驗Fe2+常用的試劑。

①1mol [Fe(CN)6]3-含鍵的數目為__________。

②CN-能與多種離子形成配合物，碳原子提供孤電子對，而不是氮原子，其原因是____________。

③FeS2晶體的晶胞如圖所示。晶胞邊長為a nm、FeS2相對分子質量為M，阿伏加德羅常數的值為NA，其晶體密度的計算表達式為______gcm-3；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長為_________nm。

Answer 1

【答案】 正四面體 sp3 CCl4（或其他合理答案） N>O>S ace 12NA 碳的原子半徑大于氮的原子半徑，所以碳提供孤電子對比氮強 a

【解析】

(1)Co是27號元素，處于第四周期第VIII族，價電子排布式為3d74s2，結合泡利原理、洪特規則書寫價電子排布圖；

(2)①根據SO42-中心原子含有的共價鍵個數與孤電子對個數之和確定其空間構型和雜化方式；原子個數相等且價電子數相等的微粒為等電子體；②同周期主族元素隨著原子序數增大，第一電離能呈增大的趨勢，第ⅡA族和第ⅤA族元素反常，同主族元素，隨著原子序數增大，第一電離能增大；③[Co(NH3)4]SO4中，鈷離子與氮原子之間形成配位鍵，氨氣分子中N原子與H原子之間形成極性鍵，內外界之間為離子鍵；

(3)①[Fe(CN)6]3-中含有6個配位鍵和6個C≡N鍵；②根據原子半徑分析解答；③根據晶胞邊長計算晶胞體積=(a×10-7cm)3，根據均攤法計算晶胞中含有的Fe2+個數和S22-個數，再根據晶體密度=計算；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的八面體的體心，該正八面體的邊長根據正方形對角線的長度計算。

(1)Co是27號元素，處于第四周期第Ⅷ族，價電子排布式為3d74s2，結合泡利原理、洪特規則，價電子排布圖為；故答案為：；

(2)①SO42-中S原子價層電子對=4+(6+2-4×2)=4，且不含孤電子對，所以其立體構型是正四面體，硫原子采取sp3雜化；原子個數相等且價電子數相等的微粒為等電子體，與SO42-互為等電子體的微粒為：CCl4、PO43-、SiO44-等，故答案為：正四面體；sp3；CCl4(或PO43-、SiO44-)；

②同周期主族元素隨著原子序數增大，第一電離能呈增大的趨勢，第ⅡA族和第ⅤA族元素反常，同主族元素，隨著原子序數增大，第一電離能減小，所以N、O、S 三種元素的第一電離能由大到小的順序為：N＞O＞S，故答案為：N＞O＞S；

③[Co(NH3)5Cl]SO4中，鈷離子與氮原子之間形成配位鍵，氨氣分子中N原子與H原子之間形成極性鍵，內外界之間為離子鍵，所以其中含有的化學鍵的類型有：離子鍵，配位鍵，極性鍵，故答案為：ace；

(3)①[Fe(CN)6]3-中含有6個配位鍵和6個C≡N鍵，因此1mol [Fe(CN)6]3-含鍵12mol，數目為12NA，故答案為：12NA；

②CN-能與多種離子形成配合物，碳原子提供孤電子對，而不是氮原子，原因是碳的原子半徑大于氮的原子半徑，所以碳提供孤電子對比氮強，故答案為：碳的原子半徑大于氮的原子半徑，所以碳提供孤電子對比氮強；

③晶胞邊長為anm=a×10-7cm，晶胞體積=(a×10-7cm)3，該晶胞中Fe2+個數=1+12×=4，S22-個數=8×+6×=4，其晶體密度==g/cm3=g/cm3，晶胞中Fe2+位于S22-所形成的八面體的體心，該正八面體的平面對角線為anm，則正八面體的邊長為anm，故答案為：；a。