Question

2．金屬鎳在電池、合金、催化劑等方面應(yīng)用廣泛．
（1）下列關(guān)于金屬及金屬鍵的說(shuō)法正確的是b．
a．金屬鍵具有方向性和飽和性．
b．金屬鍵是金屬陽(yáng)離子與自由電子間的相互作用．
c．金屬導(dǎo)電是因?yàn)樵谕饧与妶?chǎng)作用下產(chǎn)生自由電子．
d．金屬具有光澤是因?yàn)榻饘訇?yáng)離子吸收并放出可見光
（2）Ni是元素周期表中第28號(hào)元素，第二周期基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)與Ni相同且電負(fù)性最小的元素是C．
（3）金屬鎳粉在CO氣流中輕微加熱，生成無(wú)色揮發(fā)性液態(tài)Ni（CO）₄，該分子構(gòu)型為四面體形．423K時(shí)，Ni（CO）₄分解為Ni和CO，從而制得高純度的鎳粉．試推測(cè)：Ni（CO）₄的晶體類型分子晶體，
（4）甲醛（H₂C=O）在Ni催化作用下加氫可得甲醇（CH₃OH）．甲醛分子內(nèi)C原子的雜化方式為sp²．
（5）用吸收H₂后的稀土儲(chǔ)氫合金作為電池負(fù)極材料（用MH表示），NiO（OH）作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量、長(zhǎng)壽命的鎳氫電池．電池充放電時(shí)的總反應(yīng)為：NiO（OH）+MH$?_{充電}^{放電}$Ni（OH）₂+M
①電池放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為MH+OH^--e^-═M+H₂O．
②充電完成時(shí)，Ni（OH）₂全部轉(zhuǎn)化為NiO（OH）．若繼續(xù)充電將在一個(gè)電極產(chǎn)生O₂，O₂擴(kuò)散到另一個(gè)電極發(fā)生反應(yīng)被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸．在繼續(xù)充電的過(guò)程中，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-．

Answer 1

分析 （1）金屬鍵沒(méi)有方向性和飽和性，金屬鍵是金屬陽(yáng)離子和自由電子間的相互作用，金屬導(dǎo)電是因?yàn)樽杂呻娮釉谕饧与妶?chǎng)作用下發(fā)生定向移動(dòng)，屬具有光澤是因?yàn)樽杂呻娮幽軌蛭�收可見光�?br />（2）Ni的外圍電子排布為3d⁸4s²，3d能級(jí)上有2個(gè)未成對(duì)電子；
（3）根據(jù)分子晶體的物理性質(zhì)分析；
（4）甲醛（H₂C=O）內(nèi)C的成鍵電子對(duì)數(shù)為3，無(wú)孤電子對(duì)，雜化類型為sp²．
（5）①放電時(shí)，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
②氧氣在陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)．

解答 解：（1）a．金屬鍵沒(méi)有方向性和飽和性，故錯(cuò)誤；
b．金屬鍵是金屬陽(yáng)離子和自由電子間的相互作用，故正確；
c．金屬導(dǎo)電是因?yàn)樽杂呻娮釉谕饧与妶?chǎng)作用下發(fā)生定向移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
d．金屬具有光澤是因?yàn)樽杂呻娮幽軌蛭�收可見光，故錯(cuò)誤，
故答案為：b；
（2）Ni的外圍電子排布為3d⁸4s²，3d能級(jí)上有2個(gè)未成對(duì)電子．第二周期中未成對(duì)電子數(shù)為2的元素有C、O，其中C的電負(fù)性小，故答案為：C；
（3）分子晶體的熔沸點(diǎn)一般較低，硬度較小，已知Ni（CO）₄為無(wú)色揮發(fā)性液態(tài)，則屬于分子晶體，故答案為：分子晶體；
（4）甲醛（H₂C=O）內(nèi)C的成鍵電子對(duì)數(shù)為3，無(wú)孤電子對(duì)，雜化類型為sp²，甲醛分子中的碳采取sp²雜化，是平面三角形結(jié)構(gòu)，故答案為：sp²；
（5）①蓄電池放電時(shí)是原電池、充電時(shí)是電解池，根據(jù)原電池中“負(fù)氧化、正還原”，電解池中“陽(yáng)氧化、陰還原”的規(guī)律，蓄電池放電時(shí)，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為MH+OH^--e^-═M+H₂O，故答案為：MH+OH^--e^-═M+H₂O；
②中陰極的電極反應(yīng)有兩個(gè)，第一階段是充電時(shí)的反應(yīng)式，陰極上電極反應(yīng)式為M+H₂O+e^-═MH+OH^-，第二階段為吸收氧氣的電解反應(yīng)式，由題意知氧氣在陰極上被還原，電解質(zhì)溶液呈堿性可知氧氣被還原為OH^-，所以其電極反應(yīng)式為2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，故答案為：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)，涉及金屬鍵與金屬的物理性質(zhì)的關(guān)系、原子軌道雜化方式、晶體類型的判斷以及電化學(xué)等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論、構(gòu)造原理等知識(shí)來(lái)分析解答，難度中等．