Question

16．早期發(fā)現(xiàn)的一種天然二十面準(zhǔn)晶體顆粒由Al、Cu、Fe三種金屬元素組成．回答下列問(wèn)題：
（1）基態(tài)Fe原子有4個(gè)未成對(duì)電子，F(xiàn)e³⁺的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，可用硫氰化鉀檢驗(yàn)Fe³⁺，形成的配合物的顏色為血紅色．
（2）新制備的Cu（OH）₂可將乙醛（CH₃CHO）氧化成乙酸，而自身還原成Cu₂O，乙醛中碳原子的雜化軌道類型為sp³、sp²；1mol乙醛分子中含有的σ鍵的數(shù)目為6N_A，乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛，其主要原因是乙酸存在分子間氫鍵．Cu₂O為半導(dǎo)體材料，在其立方晶胞內(nèi)部有4個(gè)氧原子，其余氧原子位于面心和頂點(diǎn)，則該晶胞中有16個(gè)銅原子．

Answer 1

分析 （1）Fe元素基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，可知在3d上存在4個(gè)未成對(duì)電子，先失去4s上的2個(gè)電子后、再失去3d上的1個(gè)電子形成Fe³⁺，硫氰化鐵為血紅色；
（2）乙醛中甲基上的C形成4個(gè)σ鍵，無(wú)孤電子對(duì)，碳原子雜化軌道數(shù)目為4，醛基中的C形成3個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，無(wú)孤電子對(duì)，碳原子雜化軌道數(shù)目為3；單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵；乙酸分子間可形成氫鍵，乙醛不能形成氫鍵，所以乙酸的沸點(diǎn)高于乙醛；
根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中氧原子數(shù)目，再結(jié)合Cu₂O中Cu原子、O原子是數(shù)目之比2：1計(jì)算Cu原子數(shù)目．

解答 解：（1）Fe元素基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，可知在3d上存在4個(gè)未成對(duì)電子，先失去4s上的2個(gè)電子后、再失去3d上的1個(gè)電子形成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，硫氰化鐵為血紅色，
故答案為：4；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；血紅色；
（2）乙醛中甲基上的C形成4個(gè)σ鍵，無(wú)孤電子對(duì)，碳原子雜化軌道數(shù)目為4，為sp³雜化，醛基中的C形成3個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，無(wú)孤電子對(duì)，碳原子雜化軌道數(shù)目為3，為sp²雜化；
單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵，1個(gè)乙醛分子含有6個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵，則1mol乙醛含有6molσ鍵，即6N_A個(gè)σ鍵；
乙酸分子間可形成氫鍵，乙醛不能形成氫鍵，所以乙酸的沸點(diǎn)高于乙醛；
該晶胞中O原子數(shù)為4×1+6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=8，由Cu₂O中Cu和O的比例可知該晶胞中銅原子數(shù)為O原子數(shù)的2倍，即為16個(gè)；
故答案為：sp³、sp²；6N_A；乙酸存在分子間氫鍵；16．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、配合物、雜化方式判斷、化學(xué)鍵、羥基、晶胞計(jì)算等，難度不大，注意對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握．