Question

3．过渡金属元素铁、钴、镍性质相近，通常称为铁系元素（铁磁性物质）．
（1）活性Ni催化剂使用长久后会部分转化为Ni₂O₃而降低催化效率．一种Ni再生的方法是：先用CO将含有Ni和Ni₂O₃的催化剂还原得到粗镍；再在一定温度下使粗镍中的Ni与CO结合成Ni（CO）₄；最后在180℃的温度下使Ni（CO）₄重新分解产生活性Ni．
①写出基态镍原子的核外电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，Ni（CO）₄中Ni元素的化合价为0．
②Ni（CO）₄是一种无色液体，沸点为42.1℃，熔点为-19.3℃．Ni（CO）₄晶体中存在的可能化学键为极性键和配位键．
（2）图为三种不同晶体的晶胞结构图：

①图I γ-Fe结构中每个铁原子周围距离最近且相等的铁原子数目为12．
②图II是元素Ni的一种碲（Te）化物晶体的晶胞结构，则该化合物的化学式为NiTe₂．
③图III是一种镍基合金储氢后的晶胞结构示意图．该合金储氢后，含1mol La的合金可吸附H₂的数目为3mol．

Answer 1

分析 （1）①Ni是28号元素，其原子核外有28个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式；
该化合物中C元素化合价为+2价、O元素化合价为-2价，根据化合物中各元素化合价代数和为0确定Ni元素化合价；        
②分子晶体熔沸点较低，不同非金属元素之间易形成极性键，含有孤电子对和含有空轨道的原子之间易形成配位键；
（2）①该结构为面心立方结构，图I γ-Fe结构中每个铁原子周围距离最近且相等的铁原子数目=3×8÷2；
②利用均摊法计算该晶胞中Ni、Te原子个数，从而确定其化学式；
③利用均摊法计算该晶胞中氢气分子与La个数比从而计算含1mol La的合金可吸附H₂的数目．

解答 解：（1）①Ni是28号元素，其原子核外有28个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
该化合物中C元素化合价为+2价、O元素化合价为-2价，根据化合物中各元素化合价代数和为0确定Ni元素化合价为0，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；0；      
②分子晶体熔沸点较低，所以Ni（CO）₄是分子晶体，C-O原子之间存在极性键，Ni-C原子之间存在配位键，所以该物质中含有极性键和配位键，
故答案为：极性键、配位键；               
（2）①该结构为面心立方结构，图I γ-Fe结构中每个铁原子周围距离最近且相等的铁原子数目=3×8÷2=12，故答案为：12；
②利用均摊法计算该晶胞中Ni、Te原子个数，该晶胞中Te原子个数是2，Ni原子个数=8×$\frac{1}{8}$=1，所以其化学式为NiTe₂，故答案为：NiTe₂；
③该晶胞中La原子个数=8×$\frac{1}{8}$=1、氢气分子个数=2×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{4}$=3，所以La和氢气分子个数之比为1：3，则含1mol La的合金可吸附H₂的数目为3mol，故答案为：3mol．

点评 本题考查晶胞计算、化学键判断等知识点，侧重考查学生分析计算及空间想象能力，难点是配位数的计算方法，题目难度不大．