Question

【題目】鐵被譽(yù)為“第一金屬”，鐵及其化合物在生活中有廣泛應(yīng)用。

（1）基態(tài)Fe2＋的簡(jiǎn)化電子排布式為____________________。

（2）實(shí)驗(yàn)室可用KSCN、苯酚（）來檢驗(yàn)Fe3＋ 。N、O、S三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?_______________（用元素符號(hào)表示），苯酚中碳原子的雜化軌道類型為_________。

（3）FeCl3的熔點(diǎn)為306 ℃，沸點(diǎn)為315 ℃。FeCl3的晶體類型是_____________ 。FeSO4常作凈水劑和補(bǔ)鐵劑，SO42- 的立體構(gòu)型是___________________。

（4）羰基鐵[Fe(CO)5]可用作催化劑、汽油抗爆劑等。1 mol Fe(CO)5分子中含______molσ鍵，與CO互為等電子體的離子是 _________________（填化學(xué)式，寫一種）。

（5）氮化鐵晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示。該晶體中鐵、氮的微粒個(gè)數(shù)之比為________。

（6）氧化亞鐵晶體的晶胞如圖2所示。已知:氧化亞鐵晶體的密度為ρg/cm3 ，NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。在該晶胞中，與Fe2＋緊鄰且等距離的Fe2＋數(shù)目為 ________ ；Fe2＋與O2-最短核間距為 __________ pm。

Answer 1

【答案】 [Ar]3d6 N>O>S sp2雜化 分子晶體 正四面體形 10 CN－或C22－ 3∶1 12 ×1010

【解析】考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識(shí)的綜合運(yùn)用，（1）Fe位于第四周期VIII族，基態(tài)Fe原子電子排布式為[Ar]3d64s2，因此Fe2＋的簡(jiǎn)化電子排布式為[Ar]3d6；（2）同周期從左向右第一電離能逐漸增大，但IIA>IIIA，VA>VIA，同主族從上到下第一電離能減小，即三種元素的第一電離能大小順序是N>O>S；苯環(huán)的立體構(gòu)型為平面正六邊形，即C的雜化類型為sp2；（3）FeCl3的熔沸點(diǎn)低，符合分子晶體的性質(zhì)，即FeCl3屬于分子晶體，SO42－中中心原子S有4個(gè)σ鍵，孤電子對(duì)數(shù)為(6＋2－4×2)/2=0，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，SO42－的立體構(gòu)型為正四面體形；（4）Fe與CO形成配位鍵，成鍵原子間只能形成一個(gè)σ鍵，因此1molFe(CO)5分子中含有10molσ鍵，根據(jù)等電子體的定義，與CO互為等電子體的離子是CN－或C22－；（5）根據(jù)圖1，F(xiàn)e位于頂點(diǎn)、面心、內(nèi)部，實(shí)際占有的個(gè)數(shù)為12×1/6＋2×1/2＋3=6，N位于內(nèi)部，實(shí)際占有的個(gè)數(shù)為2，因此鐵、氮的微粒個(gè)數(shù)之比為6：2=3：1；（6）根據(jù)圖2，F(xiàn)e2＋緊鄰且等距離的Fe2＋的數(shù)目為12，F(xiàn)e位于晶胞的頂點(diǎn)、面心，實(shí)際占有個(gè)數(shù)為8×1/8＋6×1/2=4，O位于棱上和體心，實(shí)際占有的個(gè)數(shù)為12×1/4＋1=4，即化學(xué)式為FeO，晶胞的質(zhì)量為4×72/NAg，令晶胞的邊長(zhǎng)為acm，則晶胞的體積為a3cm3，根據(jù)密度的定義，ρ=4×72/（NA×a3)，F(xiàn)e2＋與O2－最短的核間距是邊長(zhǎng)的一半，因此最短核間距為×1010pm。