Question

鐵合金及鐵的化合物在生產(chǎn)、生活中有著重要的用途．
（1）已知鐵是26號(hào)元素，寫出Fe²⁺的電子排布式

 

．
（2）已知三氯化鐵固體在300℃以上可升華成含二聚三氯化鐵（Fe₂Cl₆）分子的氣體，該分子中所有原子均滿足最外層8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則該分子的結(jié)構(gòu)式為

 

，你認(rèn)為該分子是否為平面形分子？

 

．
（3）六氰合亞鐵酸鉀K₄[Fe（CN）₆]俗稱黃血鹽，它可用做顯影劑，該化合物中存在的化學(xué)鍵類型有

 

（從下列選項(xiàng)中選填：A．離子鍵   B．共價(jià)鍵   C．金屬鍵   D．配位鍵   E．氫鍵）．黃血鹽在溶液中可電離出極少量的CN^-，CN^-與

 

互為等電子體（填一種即可）．CN^-還可與H⁺結(jié)合形成一種弱酸--氫氰酸（HCN），HCN分子中碳原子的雜化軌道類型是

 

，該分子的鍵α和π鍵數(shù)目分別為

 

．
（4）黃血鹽溶液與Fe³⁺反應(yīng)可生成一種藍(lán)色沉淀，該物質(zhì)最早由1704年英國(guó)普魯士的一家染料廠的工人發(fā)現(xiàn)，因此取名為普魯士藍(lán)，化學(xué)式可表示為K_xFe_y（CN）_z．研究表明它的晶體的結(jié)構(gòu)特征是Fe²⁺、Fe³⁺分別占據(jù)立方體的頂點(diǎn)，且自身互不相鄰，而CN^-位于立方體的棱上與Fe²⁺、Fe³⁺配位，K⁺填充在上述微粒形成的部分空隙中．忽略K⁺，該晶體的結(jié)構(gòu)示意圖如下四幅圖所示：

根據(jù)甲圖可得普魯士藍(lán)的化學(xué)式為

 

，忽略K⁺，上述四幅晶體結(jié)構(gòu)圖中，圖

 

是普魯士藍(lán)的晶胞．若把CN^-看成直線，則該晶胞與《選修3》教材上的

 

（填化學(xué)式）的晶胞結(jié)構(gòu)圖高度類似．

Answer 1

分析：（1）鐵原子核外有26個(gè)電子，鐵原子失去最外層電子生成亞鐵離子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫亞鐵離子核外電子排布式；
（2）鐵原子最外層2個(gè)電子，氯原子最外層7個(gè)電子，二聚三氯化鐵（Fe₂Cl₆）分子中所有原子均滿足最外層8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則3個(gè)氯原子和鐵原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，一個(gè)氯原子和鐵原子形成配位鍵，據(jù)此寫出其結(jié)構(gòu)式；該分子中每個(gè)鐵原子生成四個(gè)共價(jià)鍵，則鐵原子和四個(gè)氯原子形成正四面體結(jié)構(gòu)；
（3）K₄[Fe（CN）₆]中陰陽離子之間存在離子鍵，鐵原子和配體之間存在配位鍵，非金屬元素之間易形成共價(jià)鍵；氫氰根離子和CO為等電子體；根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定其雜化類型；共價(jià)單鍵為α鍵，共價(jià)三鍵中含有一個(gè)α鍵和兩個(gè)π鍵；
（4）利用均攤法確定其化學(xué)式；晶胞為其最小重復(fù)單位；根據(jù)丁的圖知，與氯化鈉晶胞相似．

解答：解：（1）鐵原子核外有26個(gè)電子，鐵原子失去最外層2個(gè)電子生成亞鐵離子，根據(jù)構(gòu)造原理知，亞鐵離子的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶；
（2）鐵原子最外層2個(gè)電子，氯原子最外層7個(gè)電子，二聚三氯化鐵（Fe₂Cl₆）分子中所有原子均滿足最外層8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則3個(gè)氯原子和鐵原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，一個(gè)氯原子和鐵原子形成配位鍵，所以其結(jié)構(gòu)式為；
該分子中每個(gè)鐵原子生成四個(gè)共價(jià)鍵，則鐵原子和四個(gè)氯原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，則該分子不是平面形結(jié)構(gòu)，
故答案為；否；
（3）K₄[Fe（CN）₆]中鉀離子和酸根離子之間存在離子鍵，鐵原子和配體之間存在配位鍵，氮原子和碳原子之間易形成共價(jià)鍵；
氫氰根離子和CO為等電子體；HCN的結(jié)構(gòu)式為H-C≡N，碳原子含有2個(gè)α鍵，所以碳原子為sp雜化；共價(jià)單鍵為α鍵，共價(jià)三鍵中含有一個(gè)α鍵和兩個(gè)π鍵，則氫氰酸中含有2個(gè)α鍵和2個(gè)π鍵，
故答案為：ABD；CO；sp；2和2；
（4）氫氰根離子個(gè)數(shù)=12×

1

4

=3，亞鐵離子個(gè)數(shù)=4×

1

8

=

1

2

，鐵離子個(gè)數(shù)=4×

1

8

=

1

2

，則其化學(xué)式為KFe₂（CN）₆；晶胞為其最小重復(fù)單位，根據(jù)其重復(fù)知，丁為其晶胞；根據(jù)丁的圖知，該晶胞中鐵離子和亞鐵離子個(gè)數(shù)都是4，與氯化鈉晶胞相似，
故答案為：KFe₂（CN）₆；丁；NaCl．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞的計(jì)算、等電子體、原子的雜化方式、配位鍵等知識(shí)點(diǎn)，會(huì)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定原子的雜化方式，會(huì)利用均攤法確定化學(xué)式，難度中等．