Question

（15分）
已知：（1）測定土壤中鐵的含量時需先將三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵，再采用鄰啡羅啉作顯色劑，用比色法測定，若土壤中含有高氯酸鹽時會對測定有干擾。相關(guān)的反應(yīng)如下：

4FeCl₃+2NH₂OH·HCl4FeCl₂+N₂O↑+6HCl+H₂O
　①Fe²⁺在基態(tài)時，價(jià)層電子排布式　　　　。　②羥胺(NH₂OH)中N原子的雜化方式　　　　　       。
　③Fe²⁺與鄰啡羅啉形成的配合物中，配位數(shù)為　　　　　　　 。
（2）硫酸銅晶體的化學(xué)式也可以表達(dá)為Cu(H₂O)₄SO₄·H₂O晶體,該晶體中含有的化學(xué)鍵類型是　　　　
（3）多元化合物薄膜太陽能電池材料為無機(jī)鹽，其主要包括砷化鎵、硫化鎘、磷化鎵及銅錮硒薄膜電池等。  其中元素P、As、Se第一電離能由小到大的順序?yàn)椋?u>　　　　　      。
　　　　　
　圖1　　　　　　　　     圖2　　　　　　　　　
（4）① 有機(jī)太陽能固體電池材料含有高純度C₆₀，其結(jié)構(gòu)如圖1，則1 mol C₆₀分子中π鍵的數(shù)目為　　　　 ，C₆₀的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2，則其配位數(shù)為_______若此晶胞的密度為ρg/cm³則兩個最近C₆₀間的距離為________cm（列式表達(dá)，已知阿伏伽德羅常數(shù)為N_A）
② 如果把晶胞頂點(diǎn)與最近三個面心所圍成的空隙叫做四面體空隙，第四周期電負(fù)性最小的原子可作為容體摻入C₆₀晶體的空隙中，形成具有良好的超導(dǎo)性的摻雜C₆₀化合物。若每個四面體空隙填入一個原子，則全部填滿C₆₀晶體的四面體空隙后，所形成的摻雜C₆₀化合物的化學(xué)式為　　　　　 。

Answer 1

（1）①3d⁶；② sp³；③ 6；（2）離子鍵　共價(jià)鍵（配位鍵）
（3）Se< As< P             （4）① 30N_A；12 ；  ② K ₂C₆₀　

試題分析：（1）①Fe是26號元素，在Fe²⁺的核外有24個電子，在基態(tài)時，價(jià)層電子排布式3d⁶；②羥胺(NH₂OH)中N原子的雜化方式sp³雜化；　③由化合物的結(jié)構(gòu)簡式可知：Fe²⁺與鄰啡羅啉形成的配合物中，配位數(shù)為6；（2）在硫酸銅晶體Cu(H₂O)₄SO₄·H₂O中含有的化學(xué)鍵為離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵；（3）元素P、As是同一主族的元素，從上到下，原子半徑增大，原子失去電子容易，所以第一電離能P>As;As、Se是同一周期的元素，原子半徑As>Se,但是由于As原子的最外層的價(jià)電子處于該軌道的半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以第一電離能As>Se.因此這三種元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)镾e< As< P；（4）①在一個C60分子中含有60個C原子，每個C原子與連接的C原子形成了一個π鍵，而π鍵是兩個原子所共有的，因此平均每個C原子含有的π鍵個數(shù)為1/2π鍵,。所以1 mol C₆₀分子中π鍵的數(shù)目為60πN_A÷2=30N_A。由C₆₀的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，它是立方面心結(jié)構(gòu)，與每個C原子緊密連接的距離最近的C原子個數(shù)為(3÷8)÷2=12.即其配位數(shù)為12。每個晶胞中含有的C₆₀分子個數(shù)是8×1/8+6×1/2=4;所以晶胞的邊長。根據(jù)晶胞示意圖圖可知兩個最近C₆₀間的距離為面對角線的一半，就是即為。②第四周期電負(fù)性最小的原子是K原子，由于每個頂點(diǎn)可形成1/4個四面體，一共有8個頂點(diǎn)，所以可形成2個正四面體。故可填充2個K原子，所形成的摻雜C₆₀化合物的化學(xué)式為K ₂C₆₀。₆₀化合物的化學(xué)式的確定的知識。