Question

【題目】[化學——選修3：物質結構與性質]

技術人員曬制藍圖時，用K3Fe(C2O4)3]·H2O(三草酸合鐵酸鉀)作感光劑，再以K3[Fe(CN)6]氰合鐵酸鉀)溶液作顯影劑。請回答以下問題：

(1)鐵元素在周期表中位置為___________，Fe3+的基態價電子排布圖為___________。

(2)在上述兩種鉀鹽中第一電離能最大的元素為___________，電負性最小的元素為___________。

(3)H2C2O4分子屮碳原子的雜化類型是___________，與C2O42－互為等電子體的分子的化學式為___________(寫一種)。

(4)在分析化學中F－常用于Fe3+的掩蔽劑，因為生成的FeF63－十分穩定，但Fe3+卻不能與I－形成配合物，其原因是______________________(用離子方程式來表示)。

(5)已知C60分子結構和C60晶胞如右圖所示：

①1個C60分子中含有π鍵的數目為___________。

②晶胞中C60的配位數為___________。

③已知C60晶胞參數為apm，則該晶胞密度的表達式是___________g·cm－3(NA代表阿伏加德羅常數)。

Answer 1

【答案】 第四周期 Ⅷ N K sp2 N2O4 2Fe3++2I-=2Fe2++I2 30 12

【解析】

(1)鐵是26號元素，核外電子排布為2、8、14、2，所以Fe元素在周期表中位置為第四周期第VIII族，Fe3+的核外電子排布為2、8、13，其基態價電子排布圖為；

(2)一般情況下，元素的非金屬性越強，其從第一電離能就越大，在上述兩種鉀鹽中含有的元素有K、Fe、C、N、O、H，非金屬性最強的元素的O元素，但由于N原子的最外層電子處于2p軌道的半充滿狀態，比較穩定，失去電子比相鄰的O元素難，所以兩種鉀鹽中第一電離能最大的元素為N元素；金屬性最強的元素的K，故電負性最小的元素為K元素；

(3)在H2C2O4分子中，兩個碳原子與O原子形成了碳氧雙鍵，兩個碳原子形成了碳碳雙鍵，還與羥基氧原子形成了碳氧單鍵，所以C的雜化類型是sp2雜化；根據等電子體的概念及C2O42-的構成原子個數、含有的電子數，可知與C2O42-互為等電子體的分子的化學式為N2O4；

(4)在分析化學中F-常用于Fe3+的掩蔽劑，因為生成的FeF63-十分穩定，但Fe3+卻不能與I-形成配合物，其原因是Fe3+具有強氧化性，I-具有還原性，二者會發生反應：2Fe3++2I-= 2Fe2++I2，所以F-常用于Fe3+的掩蔽劑，而I-不可以；

(5) ①每個碳原子形成1個π鍵，每π鍵為2個碳原子共有，則一個C60分子中含有π鍵個數為(1×60)÷2=30；

②根據晶胞結構示意圖可知：C60分子處于晶胞頂點、面心位置，以C60頂點為研究，與之最近的C60分子處于面心，每個頂點為8個晶胞共用，每個面為2個晶胞共用，與每個C60分子距離最近且相等的C60分子有=12個；

③晶胞中C60分子數目=8×+6×=4，晶胞質量m=g，則晶胞的密度g/cm3。