Question

聚合鐵（簡稱PFS）化學(xué)式為：[Fe₂（OH）n（SO₄）3-n/2]m，n＜5，m＜10．現(xiàn)代污水處理工藝中常利用PFS在水體中形成絮狀物，以吸附重金屬離子．
（l）①PFS中對應(yīng)價態(tài)鐵離子的外圍電子排布式是

 

．
②與SO₄^2-屬于等電子體的離子與分子有

 

、

 

（各寫一例）
（2）水在不同的溫度和壓力條件下可以形成11種不同結(jié)構(gòu)的晶體，密度從比水輕的0.92g/cm³擴到約為水的一倍半．冰是人們迄今已知的由一種簡單分子堆積出結(jié)構(gòu)花樣最多的化合物．其中冰一VII的晶體結(jié)構(gòu)為一個如圖1所示的立方晶胞，每個水分子可與周圍

 

 個水分子以氫鍵結(jié)合，晶體中，1mol水可形成

 

mol氫鍵．
（3）毒奶粉事件震驚全國，這主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺（結(jié)構(gòu)如圖2）．
下列關(guān)于三聚氰胺分子的說法中正確的是

 

．
A．所有碳原子采用sp²雜化，所有氮原子采用sp³雜化
B．一個分子中共含有15個σ鍵
C．屬于極性分子，故極易溶于水
D．形成的晶體熔點較高
（4）根據(jù)等電子原理，寫出NO₂⁺離子結(jié)構(gòu)式

 

；1mol O₂²⁺中含有的π鍵數(shù)目為

 

．

Answer 1

考點：原子核外電子排布,判斷簡單分子或離子的構(gòu)型,晶胞的計算

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）①鐵有兩種陽離子，亞鐵離子在空氣中不能穩(wěn)定存在，而鐵離子在空氣中科院穩(wěn)定存在，可以推斷化合價為+3價，鐵離子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；
②原子總數(shù)、電子總數(shù)相同的離子也是等電子體；
（2）看圖一中間的水分子為對象數(shù)數(shù)與之相連的水分子個數(shù)和氫鍵數(shù)目；
（3）A．C=N中，C原子為sp²雜化，C=N中N原子為sp²雜化，-NH₂中N原子為sp³雜化；
B．分子中含6個N-H，6個C-N，3個C=N；
C．分子結(jié)構(gòu)對稱，為非極性分子；
D．分子晶體，熔點較低；
（4）價電子數(shù)和原子數(shù)分別都相等的是等電子體，則與NO₂⁺離子互為等電子體的是CO₂，CO₂是含有雙鍵的直線形結(jié)構(gòu)，所以根據(jù)等電子原理，NO₂⁺和二氧化碳相似；與O₂²⁺離子互為等電子體的是氮氣，氮氣含有三鍵，而三鍵是由1個σ鍵和2個π鍵構(gòu)成的，可推出O₂²⁺離子含π鍵數(shù)目．

解答： 解：（1）①絮狀物在空氣之中能穩(wěn)定存在說明為鐵離子，因為亞鐵離子在空氣中不穩(wěn)定，故鐵的化合價為+3價，鐵離子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，外圍電子排布為3d⁵，故答案為3d⁵；    
②SO₄^2-、PO₄^3-、ClO₄^-．三者原子數(shù)都是5，電子數(shù)都50，為等電子體，故答案為：PO₄^3-、ClO₄^-；
（2）從圖中可以看出，每個中心的水分子與上方面的2個對角的水分子形成氫鍵，與下方面的另外角的兩個水分子形成氫鍵，共四個；
以中間的水分子為例，1mol水形成了2mol氫鍵，
故答案為：4；2；
（3）A．C=N中，C原子為sp²雜化，C=N中N原子為sp²雜化，-NH₂中N原子為sp³雜化，雜化類型不同，故A錯誤；
B．分子中含6個N-H，6個C-N，3個C=N，雙鍵中有1個σ鍵，共15個σ鍵，故B正確；
C．分子結(jié)構(gòu)對稱，為非極性分子，則不易溶于水，故C錯誤；
D．三聚氰胺為分子晶體，熔點較低，故D錯誤．
故選B；
（4）價電子數(shù)和原子數(shù)分別都相等的是等電子體，則與NO₂⁺離子互為等電子體的是CO₂．CO₂是含有雙鍵的直線形結(jié)構(gòu)，則NO₂⁺結(jié)構(gòu)式為：[O=N=O]⁺；與O₂²⁺離子互為等電子體的是氮氣．氮氣含有三鍵，而三鍵是由1個σ鍵和2個π鍵構(gòu)成的，則1 mol O₂²⁺中含有的π鍵數(shù)目為2N_A，
故答案為：[O=N=O]⁺；2N_A．

點評：本題考查了鐵元素的核外電子排布和在空氣中穩(wěn)定存在化合價，看晶胞圖判斷分子個數(shù)和氫鍵個數(shù)等電子體等知識點，中等難度，注意等電子體的應(yīng)用，外圍電子和核外電子的區(qū)別．