Question

（15分）

已知：（1）測定土壤中鐵的含量時需先將三價鐵還原為二價鐵，再采用鄰啡羅啉作顯色劑，用比色法測定，若土壤中含有高氯酸鹽時會對測定有干擾。相關的反應如下：

4FeCl3+2NH2OH·HCl4FeCl2+N2O↑+6HCl+H2O

　①Fe2+在基態(tài)時，價層電子排布式　　　　。�、诹u胺(NH2OH)中N原子的雜化方式　　　　　 。

�、跢e2+與鄰啡羅啉形成的配合物中，配位數(shù)為　　　　　　　 。

（2）硫酸銅晶體的化學式也可以表達為Cu(H2O)4SO4·H2O晶體,該晶體中含有的化學鍵類型是　　　　

（3）多元化合物薄膜太陽能電池材料為無機鹽，其主要包括砷化鎵、硫化鎘、磷化鎵及銅錮硒薄膜電池等。 其中元素P、As、Se第一電離能由小到大的順序為：　　　　　 。

　　　　　

　圖1　　　　　　　　 圖2　　　　　　　　　

（4）① 有機太陽能固體電池材料含有高純度C60，其結構如圖1，則1 mol C60分子中π鍵的數(shù)目為　　　　 ，C60的晶胞結構如圖2，則其配位數(shù)為_______若此晶胞的密度為ρg/cm3則兩個最近C60間的距離為________cm（列式表達，已知阿伏伽德羅常數(shù)為NA）

② 如果把晶胞頂點與最近三個面心所圍成的空隙叫做四面體空隙，第四周期電負性最小的原子可作為容體摻入C60晶體的空隙中，形成具有良好的超導性的摻雜C60化合物。若每個四面體空隙填入一個原子，則全部填滿C60晶體的四面體空隙后，所形成的摻雜C60化合物的化學式為　　　　　 。

 

Answer 1

（1）①3d6；② sp3；③ 6；（2）離子鍵　共價鍵（配位鍵）

（3）Se< As< P （4）① 30NA ；12 ； ② K 2C60 　

【解析】

試題分析：（1）①Fe是26號元素，在Fe2+的核外有24個電子，在基態(tài)時，價層電子排布式3d6；②羥胺(NH2OH)中N原子的雜化方式sp3雜化；�、塾苫�合物的結構簡式可知：Fe2+與鄰啡羅啉形成的配合物中，配位數(shù)為6；（2）在硫酸銅晶體Cu(H2O)4SO4·H2O中含有的化學鍵為離子鍵、共價鍵、配位鍵；（3）元素P、As是同一主族的元素，從上到下，原子半徑增大，原子失去電子容易，所以第一電離能P>As;As、Se是同一周期的元素，原子半徑As>Se,但是由于As原子的最外層的價電子處于該軌道的半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以第一電離能As>Se.因此這三種元素的第一電離能由小到大的順序為Se< As< P；（4）①在一個C60分子中含有60個C原子，每個C原子與連接的C原子形成了一個π鍵，而π鍵是兩個原子所共有的，因此平均每個C原子含有的π鍵個數(shù)為1/2π鍵,。所以1 mol C60分子中π鍵的數(shù)目為60πNA÷2=30NA。由C60的晶胞結構示意圖可知，它是立方面心結構，與每個C原子緊密連接的距離最近的C原子個數(shù)為(3÷8)÷2=12.即其配位數(shù)為12。每個晶胞中含有的C60分子個數(shù)是8×1/8+6×1/2=4;所以晶胞的邊長。根據(jù)晶胞示意圖圖可知兩個最近C60間的距離為面對角線的一半，就是即為。②第四周期電負性最小的原子是K原子，由于每個頂點可形成1/4個四面體，一共有8個頂點，所以可形成2個正四面體。故可填充2個K原子，所形成的摻雜C60化合物的化學式為K 2C60。

考點：考查原子價層電子排布式、原子雜化方式、離子的配位數(shù)、物質內的化學鍵、第一電離能的比較、晶胞中最近的微粒的距離及摻雜C60化合物的化學式的確定的知識。