Question

1．元素周期表中第四周期的金屬元素在生產(chǎn)和科研中有非常重要的使用價值．
（1）測定土壤中鐵的含量時需先將三價鐵還原為二價鐵，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．相關的反應如下：
4FeCl₃+2NH₂OH•HCl→4FeCl₂+N₂O↑+6HCl+H₂O

①Fe²⁺在基態(tài)時，核外電子排布式[Ar]3d⁶
②羥胺中（NH₂OH）采用SP³雜化的原子有N、O；羥胺熔沸點較高的原因是因為分子間存在較強的氫鍵．
③Fe²⁺與鄰啡羅啉形成的配合物中，配位數(shù)為6．
④根據(jù)價層互斥理論，ClO₄^-的空間構形為正四面體．
（2）向硫酸銅溶液中加入過量氨水，然后加入適量乙醇，溶液中析出深藍色的
[Cu（NH₃）₄]SO₄晶體，該晶體中含有的化學鍵類型是離子鍵、共價鍵、配位鍵．
（3）往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成[Cu（NH₃）₄]²⁺，已知NF₃與NH₃的空間構型都是三角錐形，但NF₃ 不易與Cu²⁺形成配離子，其原因是F的電負性比N大，N-F成鍵電子對向F偏移，導致NF₃中N原子核對其孤對電子的吸引能力增強，難以形成配位鍵，NF₃不易與Cu²⁺形成配離子．
（4）配合物Ni（CO）₄常溫下呈液態(tài)，易溶于CCl₄、苯等有機溶劑．固態(tài)Ni（CO）₄屬于分子晶體；
（5）如果把晶胞頂點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性的摻雜C₆₀ 化合物．現(xiàn)把C₆₀抽象成質點，該晶體的晶胞結構如圖所示，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 化合物的化學式為K₂C₆₀．

Answer 1

分析 （1）①鐵是26號元素，鐵原子核外有26個電子，鐵原子失去2個電子變成亞鐵離子，根據(jù)構造原理寫出亞鐵離子核外電子排布式；
②根據(jù)價層電子對互斥理論確定羥胺NH₂OH中存在sp³雜化的原子，存在氫鍵的物質熔沸點升高；
③配位數(shù)就是在配位個體中與一個形成體成鍵的配位原子的總數(shù)；
④計算Cl原子價層電子對數(shù)、孤對電子數(shù)，判斷空間結構；
（2）Cu²⁺提供空軌道，N原子提供孤對電子，形成配位鍵，N、H原子之間以共價鍵結合，內(nèi)界離子與外界離子以離子鍵結合；
（3）F的電負性比N大，N-F成鍵電子對向F偏移，不易提供孤電子對；
（4）根據(jù)合物Ni（CO）₄的性質熔點、溶解性判斷；
（5）三個球相切，擺成正三角形，然后上面放第四個球，這樣圍成的空隙，就叫正四面體空隙，如圖所示：在面心立方結構中，每個小立方體對應1個四面體空隙，一共有8個正四面體空隙，上圖畫出了其中一個，第四周期電負性最小的原子是K，所以晶胞中一共有8個k原子，1+6×$\frac{1}{2}$=4個C₆₀分子，然后求出化學式．

解答 解：（1）①鐵是26號元素，鐵原子核外有26個電子，鐵原子失去2個電子變成亞鐵離子，F(xiàn)e²⁺在基態(tài)時，核外電子排布式為：[Ar]3d⁶，故答案為：[Ar]3d⁶；
②羥胺分子中，價層電子對為4的原子有N、O原子，所以采用sp³雜化的原子有N、O原子，羥胺存在氫鍵，導致羥胺的熔沸點較高，故答案為：N、O，因為分子間存在較強的氫鍵；
③配位數(shù)就是在配位個體中與一個形成體成鍵的配位原子的總數(shù)，所以Fe²⁺與鄰啡羅啉形成的配合物（形成過程如圖）中，配位數(shù)為6，故答案為：6；
④ClO₄^-的中Cl原子價層電子對數(shù)為4+$\frac{7+1-2×4}{2}$=4、沒有孤對電子，其空間結構為正四面體，故答案為：正四面體；
（2）Cu²⁺提供空軌道，N原子提供孤對電子，Cu²⁺與NH₃分子之間形成配位鍵，NH₃分子中N、H原子之間以共價鍵結合，內(nèi)界離子[Cu（NH₃）₄]²⁺與外界離子SO₄^2-以離子鍵結合，
故答案為：離子鍵、共價鍵、配位鍵；
（3）N、F、H三種元素的電負性：F＞N＞H，所以NH₃中共用電子對偏向N，而在NF₃中，共用電子對偏向F，偏離N原子；
故答案為：F的電負性比N大，N-F成鍵電子對向F偏移，導致NF₃中N原子核對其孤對電子的吸引能力增強，難以形成配位鍵，NF₃不易與Cu²⁺形成配離子；
（4）Ni（CO）₄常溫下為液態(tài)，易溶于CCl₄、苯等有機溶劑，屬于分子晶體，故答案為：分子；
（5）三個球相切，擺成正三角形，然后上面放第四個球，這樣圍成的空隙，就叫正四面體空隙，如圖所示：在面心立方結構中，每個小立方體對應1個四面體空隙，一共有8個正四面體空隙，上圖畫出了其中一個，第四周期電負性最小的原子是K，所以晶胞中一共有8個K原子，1+6×$\frac{1}{2}$=4個C₆₀分子，故組成K₈（C₆₀）₄，化學式為K₂C₆₀；
故答案為：K₂C₆₀．

點評 本題目綜合性較大，涉及晶體、化學鍵、雜化軌道、電負性、晶胞計算等，晶胞計算難度較大，為易錯點．