Question

【題目】金屬及其化合物在科學研究和工業生產中具有重要的用途。

（1）三氯化鐵溶液用于檢驗食用香精乙酰乙酸乙酯時，會生成紫色配合物，其配離子結構如圖所示：

①此配合物中，鐵離子價電子排布圖為_____；

②此配離子中碳原子的雜化軌道類型為_____；

③此配離子中含有的化學鍵為_____。

A．離子鍵 B．金屬鍵 C．極性鍵 D．非極性鍵 E．配位鍵 F．氫鍵 G．σ鍵 H．π鍵

（2）NO2-與鈷鹽形成的配離子[Co(NO2)6]3-可用于檢驗K+的存在。NO2-離子的VSEPR模型名稱為_____，K3[Co(NO2)6]是黃色沉淀，該物質中四種元素的電負性由大到小的順序是_____。

（3）研究物質磁性表明：金屬陽離子含未成對電子越多，則磁性越大，磁記錄性能越好。離子型氧化物V2O5和CrO2，其中適合作錄音帶磁粉原料的是_____。

（4）錳的一種配合物的化學式為Mn(BH4)2(THF)3，寫出兩種與BH4-互為等電子體的微粒_____（請寫一個分子和一個離子）。

（5）ZnS在熒光體、光導體材料、涂料、顏料等行業中應用廣泛，立方ZnS晶體的結構如圖所示，a的配位數為_____，已知晶胞密度為ρ g/cm3，則相鄰2個b微粒之間的距離為_____nm（列計算式）。

Answer 1

【答案】 sp2、sp3 C D E G H 平面三角形 O>N>Co>K CrO2 CH4（SiH4）、NH4+ 4 （或）

【解析】試題分析：本題考查物質結構與性質，主要考查價電子排布圖的書寫，電負性的比較，雜化方式和VSEPR模型的判斷，化學鍵的類型，等電子體的書寫，配位數的確定，晶體的計算。

（1）①鐵的原子序數為26，基態鐵原子核外電子數為26，根據構造原理，基態鐵原子的核外電子排布式為[Ar]3d64s2，則Fe3+的核外電子排布式為[Ar]3d5，Fe3+的價電子排布式為3d5，Fe3+的價電子排布式圖為。

②此配離子中-C2H5和-CH3中碳原子為sp3雜化，“C=O”和“C=C”中碳原子為sp2雜化，此配離子中碳原子的雜化類型為sp3雜化、sp2雜化。

③根據配離子的結構知，乙酰乙酸乙酯中碳碳之間存在非極性鍵，碳氫、碳氧、氧氫之間存在極性鍵，單鍵中只有σ鍵，碳碳雙鍵和碳氧雙鍵中存在σ鍵和π鍵，Fe3+與乙酰乙酸乙酯之間存在配位鍵，此配離子中含有的化學鍵為極性鍵、非極性鍵、配位鍵、σ鍵和π鍵，答案選CDEGH。

（2）NO2-中中心原子N的孤電子對數為（5+1-22）=1，成鍵電子對數為2，價層電子對數為1+2=3，NO2-的VSEPR模型為平面三角形。元素的非金屬性越強電負性越大，元素的金屬性越強電負性越小，則四種元素的電負性由大到小的順序為ONCoK。

（3）V2O5中金屬陽離子為V5+，V5+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p6，沒有未成對電子；CrO2中金屬陽離子為Cr4+，Cr4+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d2，3d上有2個未成對電子；根據“金屬陽離子含未成對電子越多，則磁性越大，磁記錄性能越好”，適合作錄音帶磁粉原料的是CrO2。

（4）用替換法，與BH4-互為等電子體的分子為CH4、SiH4，離子為NH4+等。

（5）由晶胞可見b的配位數為4，該晶體的化學式為ZnS，則a的配位數也為4。用“均攤法”，晶胞中含a：8+6=4，含b：4，設晶胞的邊長為x，則晶胞的體積為x3，1mol晶體的體積為NA，1mol晶體的質量為（32+65）g=97g，1mol晶體的體積為， NA=，解得x=cm。根據晶胞相鄰2個b微粒之間的距離為面對角線的一半，相鄰2個b微粒之間的距離為x=cm=107nm。