Question

【題目】鐵氧體是一種磁性材料，具有廣泛的應用。

(1)鐵元素位于元素周期表的_________區，其基態原子有___________種能量不同的電子。

(2)工業制備鐵氧體常使用水解法，制備時常加入尿素[CO(NH)2]2、醋酸鈉等堿性物質，尿素分子中四種不同元素的電負性由大到小的順序是________，醋酸鈉中碳原子的雜化類型是_______。

(3)納米氧化鐵能催化火箭推進劑NH4ClO4的分解，的結構式為___________(標出配位鍵)，與互為等電子體的分子有____________(任寫一種)。銨鹽大多不穩定，NH4F、NH4I中，較易分解的是_______________。

(4)晶體Fe3O4的晶胞如圖所示，該晶體是一種磁性材料，能導電。

①晶胞中亞鐵離子處于氧離子圍成的_______________(填空間結構)空隙。

②晶胞中氧離子的堆積方式與某金屬晶體原子堆積方式相同，該堆積方式名稱為______。

③解釋Fe3O4晶體能導電的原因_________；若晶胞的體對角線長為a nm，則Fe3O4晶體的密度為_____________g·cm－3(阿伏加德羅常數用NA表示)。

Answer 1

【答案】d 7 O＞N＞C＞H sp3雜化、sp2雜化 CCl4 NH4F 正四面體 面心立方最密堆積 電子可在兩種不同價態的鐵離子間快速發生轉移

【解析】

(1) 鐵是26號元素，電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，據此分析解答；

(2)元素的非金屬性越強，其電負性越大；根據價層電子對互斥理論判斷C原子雜化方式；

(3) 中N原子形成3個N-H鍵和1個配位鍵，據此分析判斷的結構式；根據原子總數相等、價電子總數也相等的微粒互為等電子體分析書寫；F原子半徑比I原子小，H--F更易形成，更易奪取中的H+；

(4)根據晶胞結構結合常見微粒的堆積方式分析解答①和②，對于③可以根據均攤法計算該晶胞中氧離子和Fe元素微粒的個數，從而計算晶胞的質量，晶胞的體對角線程度為anm，據此計算晶胞棱長，從而計算晶胞的體積，再結合密度=計算。

(1)鐵是26號元素，處于周期表中第四周期第Ⅷ族，電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，屬于d區元素，同一能級中電子能量相同，不同能級中的電子能量不相同，故共有7種能量不同的電子，故答案為：d；7；

(2)元素的非金屬性越強，其電負性越大，非金屬性O＞N＞C＞H，則電負性O＞N＞C＞H；醋酸鈉中甲基上C原子價層電子對個數是4、羧基上C原子價層電子對個數是3，根據價層電子對互斥理論，C原子雜化方式分別為sp3、sp2，故答案為：O＞N＞C＞H；sp3雜化、sp2雜化；

(3) 中N原子形成3個N-H鍵，N原子提供1對電子給氫離子形成1個配位鍵，其結構式為，其空間構型為正四面體形；ClO4-是5原子、32e-的離子，與ClO4-互為等電子體的分子為CCl4；F原子半徑比I原子小，H-F鍵比H-I鍵強，H-F更易形成，易奪取中的H+，所以NH4F、NH4I中，較易分解的是NH4F，故答案為：； CCl4；NH4F；

(4)①根據圖示，晶胞中亞鐵離子處于氧離子圍成的正四面體空隙，故答案為：正四面體；

②根據圖示，晶胞中氧離子的堆積方式為面心立方最密堆積，故答案為：面心立方最密堆積；

③含有自由移動電子的物質能導電，該晶體中含有亞鐵離子和鐵離子，電子可在兩種不同價態的鐵離子間快速發生轉移，所以Fe3O4晶體能導電；該晶胞中氧離子個數=1+12×=4，Fe元素的微粒個數=1+4×+3×=3，晶胞的質量=g；晶胞的體對角線長度為anm，則晶胞棱長=nm=nm，晶胞體積=(×10-7cm)3，則Fe3O4晶體的密度為=g/cm3，故答案為：電子可在兩種不同價態的鐵離子間快速發生轉移；。