Question

2019年10月1日，在庆祝中华人民共和国成立70周年的阅兵仪式上，最后亮相的DF-31A洲际战略导弹是我国大国地位、国防实力的显著标志。其制作材料中包含了Fe、Cr、Ni、C等多种元素。回答下列问题：

（1）基态铁原子的价电子排布式为__。

（2）与Cr同周期且基态原子最外层电子数相同的元素，可能位于周期表中的__区。

（3）实验室常用KSCN溶液、苯酚（）检验Fe³⁺。其中N、O、S的第一电离能由大到小的顺序为__（用元素符号表示），苯酚中碳原子的杂化轨道类型为__。

（4）铁元素能与CO形成Fe(CO)₅。羰基铁[Fe(CO)₅]可用作催化剂、汽油抗爆剂等。1molFe(CO)₅分子中含__molσ键，与CO互为等电子体的一种离子的化学式为__。

（5）碳的一种同素异形体的晶体可采取非最密堆积，然后在空隙中插入金属离子获得超导体。如图为一种超导体的面心立方晶胞，C₆₀分子占据顶点和面心处，K⁺占据的是C₆₀分子围成的__空隙和__空隙（填几何空间构型）；若C₆₀分子的坐标参数分别为A(0，0，0)，B(，0，)，C(1，1，1)等，则距离A位置最近的阳离子的原子坐标参数为__。

（6）Ni可以形成多种氧化物，其中一种Ni_aO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，a的值为0.88，且晶体中的Ni分别为Ni²⁺、Ni³⁺，则晶体中Ni²⁺与Ni³⁺的最简整数比为__，晶胞参数为428pm，则晶体密度为__g/cm³（N_A表示阿伏伽德罗常数的值，列出表达式）。

Answer

3d64s2 s、ds N＞O＞S sp2杂化 10 CN-或C22- 正四面体 正八面体 (，，) 8：3

【解析】

(1)铁为26号元素，基态铁原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2；

(2)Cr为24号元素，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，最外层电子数为1；

(3)同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势，氮元素2p能级处于半满稳定状态，能量低，同一主族元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小；苯和苯酚均为平面结构；

(4)配合物中碳原子不存在孤对电子，σ键数为2，即1个Fe (CO)5分子含10个σ键；原子数目相等、价电子总数相等的微粒互为等电子体；

(5)根据图知，K+占据的是C60围成的正四面体空隙和正八面体空隙，若C60分子的原子坐标参数分别为A(0，0，0)，B(，0，)，C(1，1，1)等，说明该晶胞的棱长是1，则距离A位置C60分子最近的K+为形成的正四面体体心上的；

(6)根据NiaO中化合价代数和为零可求得晶体中Ni2+与Ni3+的最简整数比；NiaO晶体的晶胞结构为NaCl型，所以每个晶胞中含有4个O原子，有4个“NiaO”，再根据ρ=计算。

(1)铁为26号元素，基态铁原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，则价层电子排布式为3d64s2；

(2)Cr为24号元素，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，最外层电子数为1，与Cr同周期且基态原子最外层电子数相同的元素有钾和铜，二者分别位于s区和ds区；

(3)同一主族元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小即第一电离能O＞S，氮元素2p能级处于半满稳定状态，能量低，氮元素的第一电离能高于同周期相邻元素第一电离能，所以第一电离能 N＞O＞S；苯酚为苯上的一个H原子被−OH取代而成，苯和苯酚均为平面结构，C原子采取sp2杂化；

(4)配合物中碳原子不存在孤对电子，σ键数为2，1个Fe (CO)5分子含10个σ键，则1mol Fe(CO)5分子中含10molσ键；原子数目相等、价电子总数相等的微粒互为等电子体，与CO互为等电子体的离子有CN−、C22−等；

(5)碳的一种同素异形体的晶体可采取非最密堆积，然后在空隙中插入金属离子获得超导体。如图为一种超导体的面心立方晶胞，C60分子占据顶点和面心处，由C60分子围成的构型分别为正四面体和正八面体，则K+占据的是C60分子围成的正四面体和正八面体的空隙中；若C60分子的坐标参数分别为A(0，0，0)，B(，0，)，C(1，1，1)等，说明该晶胞的棱长是1，则距离A位置C60分子最近的K+为形成的正四面体体心上的，为晶胞棱长的，则距离A位置最近的阳离子的原子坐标参数为(，，)；

(6)设晶体中Ni2+与Ni3+的最简整数比为x：y，根据NiaO中化合价代数和为零可知：×0.88=2，解得x：y=8：3；NiaO晶体的晶胞结构为NaCl型，所以每个晶胞中含有4个O原子，有4个“NiaO”，则晶体密度==g•cm-3。