Question

【題目】[化學-選修3：物質結構與性質]

鐵氧體是一種磁性材料，具有廣泛的應用。 -

(1)基態鐵原子的核外電子排布式為[Ar]_______。

(2)工業制備鐵氧體常使用水解法，制備時常加入尿素[CO(NH2)2 ]、醋酸鈉等堿性物質。尿素分子中四種不同元素的電負性由大至小的順序是____________；醋酸鈉中碳原子的雜化類型是_________。

(3)工業制備鐵氧體也可使用沉淀法，制備時常加入氨（NH3)、聯氨(N2H4)等弱堿。比較下表中氨(NH3)、聯氨(N2H4)的熔沸點，解釋其高低的主要原因________。

	N2H4	NH3
熔點/℃	2	-77.8
沸點/℃	113.5	-33.5

(4)下圖是從鐵氧體離子晶體Fe3O4中，取出的能體現其晶體結構的一個立方體，則晶體中的氧離子是否構成了面心立方最密堆積______(填“是”或“否”），該立方體是不是Fe3O4的晶胞______(填“是”或“否”），立方體中三價鐵離子處于氧離子圍成的_____空隙(填空間結構）。

(5)解釋該Fe3O4晶體能導電的原因________，根據上圖計算Fe3O4晶體的密度_____gcm-3。 (圖中a=0.42nm，計算結果保留兩位有效數字）

Answer 1

【答案】 3d64s2 O>N>C>H sp3雜化、sp2雜化 主要原因是聯氨分子間形成的氫鍵數目多于氨分子間形成的氫鍵 是 是 正八面體 電子可在兩種不同價態的鐵離子間快速發生轉移 5.2g/cm3

【解析】(1)鐵的核外電子總數為26，則基態鐵原子的核外電子排布式為[Ar]3d64s2 ；

(2)尿素[CO(NH2)2 ]所含四種元素分別為N、H、C、O，元素的非金屬性越強，電負性越大，則四種元素的電負性由大至小的順序是；CH3COONa中甲基中的C原子 sp雜化，羧基中的C原子 sp雜化；

(3)氨和聯氨分子間均存在氫鍵，但聯氨分子間形成的氫鍵數目多于氨分子間形成的氫鍵，故聯氨的沸點明顯高于氨；

(4)由圖示可知晶體中的氧離子構成面心立方最密堆積，該立方體中氧離子數目為12×+1=4，Fe3+的數目為4×+3×=2，Fe2+的數目為1，則Fe和O的原子數目為3:4，是Fe3O4的晶胞；立方體中三價鐵離子周圍有6個氧離子圍成的正八面體空隙中心。

(5)晶體中電子可在兩種不同價態的鐵離子間快速發生轉移，則Fe3O4晶體能導電；晶體的體積為a3=（0.42×10-7cm）3，每摩爾晶胞的質量為（56×3+16×4）g=232g，則Fe3O4晶體的密度=232g÷[NA×（0.42×10-7cm）3]=5.2g/cm3。