Question

【題目】鐵被譽為“第一金屬”，鐵及其化合物在生活中有廣泛應用。

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

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

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

（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 _________________（填化學式，寫一種）。

（5）氮化鐵晶體的晶胞結構如圖1所示。該晶體中鐵、氮的微粒個數之比為________。

（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的值。在該晶胞中，與Fe2＋緊鄰且等距離的Fe2＋數目為 ________ ；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】考查物質結構與性質知識的綜合運用，（1）Fe位于第四周期VIII族，基態Fe原子電子排布式為[Ar]3d64s2，因此Fe2＋的簡化電子排布式為[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；苯環的立體構型為平面正六邊形，即C的雜化類型為sp2；（3）FeCl3的熔沸點低，符合分子晶體的性質，即FeCl3屬于分子晶體，SO42－中中心原子S有4個σ鍵，孤電子對數為(6＋2－4×2)/2=0，價層電子對數為4，SO42－的立體構型為正四面體形；（4）Fe與CO形成配位鍵，成鍵原子間只能形成一個σ鍵，因此1molFe(CO)5分子中含有10molσ鍵，根據等電子體的定義，與CO互為等電子體的離子是CN－或C22－；（5）根據圖1，Fe位于頂點、面心、內部，實際占有的個數為12×1/6＋2×1/2＋3=6，N位于內部，實際占有的個數為2，因此鐵、氮的微粒個數之比為6：2=3：1；（6）根據圖2，Fe2＋緊鄰且等距離的Fe2＋的數目為12，Fe位于晶胞的頂點、面心，實際占有個數為8×1/8＋6×1/2=4，O位于棱上和體心，實際占有的個數為12×1/4＋1=4，即化學式為FeO，晶胞的質量為4×72/NAg，令晶胞的邊長為acm，則晶胞的體積為a3cm3，根據密度的定義，ρ=4×72/（NA×a3)，Fe2＋與O2－最短的核間距是邊長的一半，因此最短核間距為×1010pm。