Question

Fe、Cu、Cr都是第四周期过渡元素,回答下列问题。

（1）FeCl₃是一种常用的净水剂，氯元素的原子核外有____种不同运动状态的电子；有___种不同能级的电子，基态Fe³⁺的电子排布式为___。

（2）实验室中可用KSCN或K₄[Fe(CN)₆]来检验Fe³⁺。FeCl₃与KSCN溶液混合，可得到配位数为5的配合物的化学式是____；K₄[Fe(CN)₆]与Fe³⁺反应可得到一种蓝色沉淀KFe[Fe(CN)₆]，该物质晶胞的结构如图所示(K⁺未画出)，则一个晶胞中的K⁺个数为 ___。

（3）Cu²⁺能与乙二胺(H₂N-CH₂-CH₂-NH₂)形成配离子。该配离子中含有的化学键类型有 __ (填字母) 

a.配位键  b.极性键  c.离子键  d.非极性键,

乙二胺中共有____个σ键，C原子的杂化方式为 ___。

（4）金属铜的晶胞为面心立方最密堆积，边长为361pm。又知铜的密度为9.0g·cm^-3，则铜原子的直径约为____pm。

（5）Cr是周期表中第ⅥB族元素，化合价可以是0~+6的整数价态。回答下列问题。某化合物的化学式为Na₃CrO₈，其阴离子结构可表示为，则Cr的化合价为____。CrO₄^2-呈四面体构型,结构为，Cr₂O₇^2-由两个CrO₄^2-四面体组成，这两个CrO₄^2-四面体通过共用一个顶角氧原子彼此连接,结构为。则由n(n>1)个CrO₄^2-通过顶角氧原子连续的链式结构的化学式为____。

Answer

17 5 1s22s22p63s23p63d5 K2[Fe(SCN)5] 4 abd 11 sp3 255 +5 CrnO(3n+1)2-

【解析】

(1)氯原子核外电子数为17，每个电子的运动状态均不同，故氯原子核外有17种不同运动状态的电子；氯原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，电子分布在1s、2s、2p、3s、3p这五个能级；Fe是26号元素，铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，铁原子失去4s能级2个电子，再失去3d能级1个电子形成Fe3+，故基态Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。

(2)Fe3+与SCN-形成配位数为5的配离子为[Fe(SCN)5]2-，根据电荷守恒可知配离子与K+形成的配合物的化学式为K2[Fe(SCN)5]；题给物质晶胞的结构中，Fe3+的个数为4×=，Fe2+的个数为4×=，CN-的个数为12×=3，根据电荷守恒：N(K+)+N(Fe3+)×3+N(Fe2+)×2=N(CN-)，可得N(K+)=，故一个晶胞中的K+个数为×8=4；

(3)Cu2+与乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)之间形成配位键，H2N-CH2-CH2-NH2中碳原子之间形成非极性键，不同原子之间形成极性键，所以选abd；单键为σ键，一个乙二胺分子中含有11个σ键，碳原子均饱和没有孤电子对，形成4个σ键，所以碳原子采取sp3杂化；

(4) 根据铜晶胞为面心立方最密堆积，由边长可计算出晶胞的体积V=（361pm）3≈4.70×10-23cm3，根据m=ρ×V=9.00 g•cm-3×4.70×10-23cm3=4.23×10-22g；由于一个铜晶胞中含有的铜原子数为8×+6×=4（个），每个铜原子的体积约为==1.18×10-23 cm3，则×π×d3=1.18×10-23cm3，解得铜原子的直径d≈255pm；

(5)由阴离子结构可知，Cr与O中形成5个价键，共用电子对偏向O，则Cr的化合价为+5价，两个CrO42-每共用一个角顶氧原子，就少一个氧原子，所以由n(n＞1)个CrO42-通过角顶氧原子连续的链式，减少(n-1)个氧原子，微粒电荷不变，则由n(n＞1)个CrO42-通过角顶氧原子连续的链式结构的化学式为CrnO(3n+1)2-。