Question

3．許多金屬及它們的化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有許多用途，回答下列問題：
（1）鐵元素在周期表中的位置第四周期第VIII族，試從電子排布角度解釋Fe²⁺易被氧化成Fe³⁺原因：Fe²⁺的價(jià)電子3d⁶失去一個(gè)電子可形成3d⁵半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)．
（2）CO與N₂結(jié)構(gòu)相似，CO分子內(nèi)σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比為1：2；配合物Ni（CO）n的中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供配位電子總數(shù)之和為18，則n=4．
（3）NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，回答：
①Ni²⁺和Fe²⁺的離子半徑分別為0.069nm和0.078nm，則熔點(diǎn)NiO＞FeO（填“＜”或“＞”）．
②NiO晶體中Ni的配位數(shù)為6．
（4）金屬Cu₂O為半導(dǎo)體材料，與稀硫酸反應(yīng)得到藍(lán)色溶液及一種單質(zhì)，寫出該反應(yīng)的離子方程式為Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O．
（5）一種銅金合金晶體具有面心立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，在晶胞中，Au原子位于頂點(diǎn)，Cu原子位于面心，則該合金中Au原子與Cu原子個(gè)數(shù)之比為1：3．

Answer 1

分析 （1）鐵的原子序數(shù)為26，在周期表中處于第四周期第VIII族；結(jié)構(gòu)亞鐵離子和鐵離子的電子排布式進(jìn)行判斷；
（2）CO與N₂結(jié)構(gòu)相似，應(yīng)含有C≡O(shè)鍵；
②Ni的家電子數(shù)為10，每個(gè)配體提供一個(gè)電子對(duì)，根據(jù)10+2n=18計(jì)算；
（3）①影響離子晶體的因素有電荷因素和半徑因素；
②NaCl中鈉離子的配位數(shù)為6；
（4）根據(jù)化合價(jià)變化可知，氧化亞銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、Cu和水，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
（5）利用均攤法計(jì)算兩種金屬原子個(gè)數(shù)之比．

解答 解：（1）鐵為26號(hào)元素，元素在周期表中位于第四周期Ⅷ族；由于Fe²⁺的價(jià)電子3d⁶失去一個(gè)電子可形成3d⁵半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以Fe²⁺易被氧化成Fe³⁺，
故答案為：第四周期Ⅷ族；Fe²⁺的價(jià)電子3d⁶失去一個(gè)電子可形成3d⁵半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；
（2）①CO與N₂結(jié)構(gòu)相似，含有C≡O(shè)鍵，含有1個(gè)σ鍵，2個(gè)π鍵，CO分子內(nèi)σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比為1：2，
故答案為：1：2；
 ②Ni的家電子數(shù)為10，每個(gè)配體提供一個(gè)電子對(duì)，則10+2n=18，n=4，
故答案為：4；
（3）①Ni²⁺和Fe²⁺的離子半徑分別為69pm和78pm，離子半徑越小，離子鍵作用力越大，晶體的熔沸點(diǎn)越高，所以熔點(diǎn)NiO＞FeO，
故答案為：＞；
②NaCl中鈉離子和氯離子的配位數(shù)分別為6，NiO的晶體結(jié)構(gòu)類型與氯化鈉的相同，NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為6，
故答案為：6；
（4）Cu₂O與稀硫酸反應(yīng)得到藍(lán)色溶液及一種單質(zhì)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)變化可知，氧化亞銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、Cu和水，反應(yīng)的離子方程式為：Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O，
故答案為：Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O；
（5）在晶胞中，Au原子位于頂點(diǎn)，Cu原子位于面心，該晶胞中Au原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1，Cu原子個(gè)數(shù)=6×$\frac{1}{2}$=3，所以該合金中Au原子與Cu原子個(gè)數(shù)之比=1：3，
故答案為：1：3．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了金屬單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶胞計(jì)算等知識(shí)，題目難度中等，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用能力，注意掌握常見金屬單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)，明確均攤法在晶胞計(jì)算中的應(yīng)用．