[题目]第四周期过渡元素如铁.锰.铜.锌等在太阳能电池.磁性材料等科技方面有广泛的应用.回答下列问题:(1)在现代化学中.常利用上的特征谱线来鉴定元素.称为光谱分析.(2)写出 Cu2+的外围电子排布式 ,比较铁与锰的第三电离能(I3):铁锰(填“＞ . “＝或“＜ ).原因是 .(3)已知 [Zn(CN)4]2-与甲醛在水溶液中发生反应可� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】第四周期过渡元素如铁、锰、铜、锌等在太阳能电池、磁性材料等科技方面有广泛的应用，回答下列问题：

（1）在现代化学中，常利用______上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。

（2）写出 Cu2+的外围电子排布式__________；比较铁与锰的第三电离能(I3)：铁____锰(填“＞”、 “＝”或“＜”)，原因是________________。

（3）已知 [Zn(CN)4]2-与甲醛在水溶液中发生反应可生成一种新物质 HOCH2CN，试判断新物质中碳原子的杂化方式___________；1mol[Zn(CN)4]2-中的 σ 键数为__________。

（4）如图是晶体 Fe3O4 的晶胞，该晶体是一种磁性材料，能导电。

①晶胞中二价铁离子处于氧离子围成的______(填空间结构)空隙。

②晶胞中氧离子的堆积方式与某金属晶体原子堆积方式相同，该堆积方式名称为________。

③解释 Fe3O4 晶体能导电的原因_________________；若晶胞的体对角线长为 a nm，则 Fe3O4 晶体的密度为________g·cm－3(阿伏加德罗常数用 NA 表示)。

【答案】原子光谱 3d9 小于 Mn2+、 Fe2+的价电子排布式分别为 3d5、 3d6， Mn2+处于 3d5半满较稳定结构，再失去一个电子所需能量较高，所以第三电离能 Fe 小于 Mn sp3、 sp 8NA 正四面体面心立方堆积电子可在两种不同价态的铁离子间快速发生转移

【解析】（1）在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析；（2）Cu是29号元素，电子排布式为：[Ar]3d104s1，Cu2+的外围电子排布式为3d9；Mn2+、 Fe2+的价电子排布式分别为 3d5、 3d6， Mn2+处于 3d5半满较稳定结构，再失去一个电子所需能量较高，所以第三电离能 Fe 小于 Mn；（3）HOCH2CN其中与羟基（-OH）相连的一个碳为饱和碳原子，价层电子对=4+0=4，杂化轨道类型为sp3，另外一碳原子与氮原子形成碳氮三键，三键含有1个σ键和2个π键，价层电子对=2+=2，所以碳原子杂化轨道类型为sp；单键为σ键，双键含有1个σ键和1个π键，三键含有1个σ键和2个π键，[Zn(CN)4]2-中含有4个CN键、每个CN-与Zn形成一个σ键，故1mol[Zn(CN)4]2-中的 σ 键数为8NA；（4）①根据晶胞中离子的位置关系可知，晶胞中二价铁离子处于氧离子围成的正四面体空隙；②晶胞采用ABCABC重叠堆积方式，该堆积方式名称为面心立方堆积；③电子可在两种不同价态的铁离子间快速发生转移，故 Fe3O4 晶体能导电；根据晶胞均摊计算，晶胞中含有铁离子的个数为，亚铁离子的个数为1，氧离子的个数为，若晶胞的体对角线长为 a nm，设边长为xnm，面对角线为，则体对角线长= a nm，故x=，体积为x3=，质量为，故密度。

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