13.鐵和銅都是日常生活中常見的金屬,有著廣泛的用途.請回答下列問題:
(1)鐵在元素周期表中的位置第四周期第Ⅷ族.
(2)K3[Fe(CN)6]溶液可用于檢驗Fe2+(填離子符號).CN-中碳原子雜化軌道類型為sp雜化,C、N、O三元素的第一電離能由大到小的順序為N>O>C(用元素符號來表示).
(3)配合物Fe(CO)x常溫下呈液態(tài),熔點為-20.5℃,沸點為103℃,易溶于非極性溶劑,據(jù)此可判斷Fe(CO)x晶體屬于分子晶體(填晶體類型).Fe(CO)x的中心原子價電子數(shù)與配體提供電子數(shù)之和為18,則x=5.Fe(CO)x在一定條件下發(fā)生反應:Fe(CO)x(s)?Fe(s)+xCO(g).已知反應過程中只斷裂配位鍵,則該反應生成物含有的化學鍵類型有金屬鍵.
(4)銅晶體銅碳原子的堆積方式如圖1所示.
①基態(tài)銅原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s1 或1s22s22p63s23p63d104s1
②每個銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目為12.
(5)某M原子的外圍電子排布式為3s23p5,銅與M形成化合物的晶胞如附圖2所示(黑點代表銅原子).
①該晶體的化學式為CuCl.
②已知銅和M的電負性分別為1.9和3.0,則銅與M形成的化合物屬于共價(填“離子”、“共價”)化合物.
③已知該晶體的密度為ρg/cm3,阿伏伽德羅常數(shù)為NA,則該晶體中銅原子和M原子之間的最短距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ•{N}_{A}}}×1{0}^{-10}$pm(只寫計算式).

分析 (1)鐵是26號元素,位于周期表中第四周期第ⅤⅢ族;
(2)K3[Fe(CN)6]遇Fe2+,出現(xiàn)特殊的藍色沉淀,可用于檢驗Fe2+,根據(jù)C原子價層電子對個數(shù)確定雜化方式;一般來說非金屬性越強,第一電離能越大,但是因為p軌道半充滿體系具有很強的穩(wěn)定性,會有特例,如N的p軌道本來就是半充滿的,O的p軌道失去一個電子才是半充滿的,所以O比N容易失去電子;
(3)分子晶體的熔沸點較低;配合物Fe(CO)x的中心原子是鐵原子,其價電子數(shù)是8,每個配體提供的電子數(shù)是2,據(jù)此判斷x值;根據(jù)生成物判斷形成的化學鍵;
(4)①銅為29號元素,據(jù)此寫出基態(tài)銅原子的核外電子排布式;
②根據(jù)晶胞結構圖可知,銅為面心立方堆積,據(jù)此判斷每個銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目;
(5)根據(jù)價電子排布式判斷出X原子為Cl原子;
①利用均攤法計算得出;
②根據(jù)電負性差值判斷化合物類型;
③計算出一個晶胞中微粒數(shù),利用化合物的摩爾質量和密度計算出晶胞邊長,根據(jù)晶胞的結構可知,銅原子和M原子之間的最短距離為立方體體對角線的$\frac{1}{4}$.

解答 解:(1)鐵是26號元素,位于周期表中第四周期第ⅤⅢ族,
故答案為:第四周期第ⅤⅢ族;
(2)K3[Fe(CN)6]遇Fe2+,出現(xiàn)特殊的藍色沉淀,可用于檢驗Fe2+,CN-中C原子價層電子對個數(shù)=1+$\frac{1}{2}$(4+1-1×3)=2,所以采取sp雜化;一般來說非金屬性越強,第一電離能大,但是因為p軌道半充滿體系具有很強的穩(wěn)定性.N的p軌道本來就是半充滿的.O的p軌道失去一個電子才是半充滿的.所以C、N、O三元素的第一電離能由大到小的順序為N>O>C,
故答案為:Fe2+;sp雜化;N>O>C;
(3)分子晶體的熔沸點較低,根據(jù)題給信息知,該物質的熔沸點較低,所以為分子晶體,配合物Fe(CO)x的中心原子是鐵原子,其價電子數(shù)是8,每個配體提供的電子數(shù)是2,8+2x=18,x=5,F(xiàn)e(CO)5在一定條件下發(fā)生分解反應:Fe(CO)5=Fe(s)+5CO,反應生成Fe,所以形成的化學鍵為金屬鍵,
故答案為:分子晶體;5;金屬鍵;
(4)①銅為29號元素,基態(tài)銅原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s1 或1s22s22p63s23p63d104s1
故答案為:[Ar]3d104s1 或1s22s22p63s23p63d104s1;
②根據(jù)晶胞結構圖可知,銅為面心立方堆積,所以每個銅原子周圍距離最近的銅原子位于經(jīng)過該原子的立方體的面的面心上,共有12個,
故答案為:12;
(5)根據(jù)價電子排布式判斷出X原子為Cl原子;
①由晶胞結構可知,Cu原子處于晶胞內(nèi)部,晶胞中含有4個Cu原子,Cl原子屬于頂點與面心上,晶胞中含有Cl原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,故化學式為CuCl,
故答案為:CuCl;
②電負性差值大于1.7原子間易形成離子鍵,小于1.7原子間形成共價鍵,銅與X的電負性分別為1.9和3.0,差值為1.1小于1.7,形成共價鍵,
故答案為:共價;
③一個晶胞的摩爾質量為4×99.5g/mol,晶胞摩爾體積為$\frac{4×99.5}{ρ}$cm3,晶胞的邊長為$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ•{N}_{A}}}$cm,根據(jù)晶胞的結構可知,銅原子和M原子之間的最短距離為立方體體對角線的$\frac{1}{4}$,而體對角線為晶胞邊長的$\sqrt{3}$倍,所以銅原子和M原子之間的最短距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ•{N}_{A}}}$cm=$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ•{N}_{A}}}×1{0}^{-10}$pm,
故答案為:$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ•{N}_{A}}}×1{0}^{-10}$.

點評 本題考查較為全面,涉及到電子排布式、第一電離能、雜化類型的判斷、配合物以及有關晶體的計算,但解題具有較強的方法性和規(guī)律性,學習中注意總結如何書寫電子排布式,如何判斷分子空間構型以及有關晶體計算等方法.

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