Question

【題目】鐵及其化合物在生產(chǎn)生活及科學研究方面應用非常廣泛。回答下列問題：

（1）Fe原子的核外電子排布式為_________。

（2）含錳奧氏體鋼是一種特殊的鐵合金，主要由Fe和Mn組成，其中錳能增加鋼鐵的強度和硬度，提高耐沖擊性能和耐磨性能。第三電離能I3(Fe)____I3(Mn)（填“大于”或“小于”），原因___。

（3）工業(yè)電解熔融的FeO、Fe2O3冶煉高純鐵。FeO與Fe2O3相比，_____熔點高，其主要原因是_______。

（4）FeCl3可與KSCN溶液發(fā)生顯色反應。SCN-的三種元素中電負性最大的是_______。

（5）液態(tài)環(huán)戊二烯中存在的微粒間相互作用有____

A 范德華力 B 氫鍵 C 鍵 D π鍵

環(huán)戊二烯分子中碳原子的雜化軌道類型是_____

配合物中配體提供電子對的方式包括孤對電子、π電子等。二茂鐵的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，其中鐵的配位數(shù)是____。

（6）Fe(CO)3與NH3在一定條件下可合成一種具有磁性的氮化鐵。該磁性氮化鐵的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。六棱柱底邊邊長為acm，高為ccm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，該磁性氮化鐵的密度為____（列出計算式）g·cm-3。

Answer 1

【答案】[ Ar]3d64s2 (或) 1s22s22p63s23p63d64s2 小于 Mn2+的3d能級為半充滿的相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子 Fe2O3 FeO與Fe2O3都是離子晶體，Fe3+的半徑小且電荷大，Fe2O3晶格能大 N ACD sp2、sp3 6

【解析】

(1)Fe為第26號元素，其原子核外有26個電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫該原子核外電子排布式；

(2)根據(jù)Fe2+的電子排布為[Ar]3d6，Mn2+的電子排布為[Ar]3d5，結(jié)合穩(wěn)定結(jié)構(gòu)分析判斷；

(3)離子晶體晶格能越大，其熔沸點越高，晶格能與離子半徑成反比、與電荷成正比；

(4)同周期從左到右，電負性逐漸增強，同主族從上到下，電負性逐漸減弱；

(5)環(huán)戊二烯的結(jié)構(gòu)簡式為，據(jù)此判斷液態(tài)環(huán)戊二烯中存在的作用力；環(huán)戊二烯分子中存在兩種碳原子，一種碳原子形成4個σ鍵，一種形成3個σ鍵，都沒有孤電子對；根據(jù)二茂鐵的分子結(jié)構(gòu)，鐵與4個π電子形成4個配位鍵，與2個孤對電子形成2個配位鍵，據(jù)此分析解答；

(6)Fe原子位于結(jié)構(gòu)單元的內(nèi)部、頂點、面心，N原子位于內(nèi)部，根據(jù)均攤法計算該晶胞中Fe原子和N原子個數(shù)，計算出晶胞的質(zhì)量和體積，最后計算晶胞的密度。

：(1)Fe為第26號元素，根據(jù)電子排布規(guī)律，可知Fe的電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，故答案為：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；

(2)Fe的電子排布為[Ar]3d64s2，Mn的電子排布為[Ar]3d54s2，則Fe2+的電子排布為[Ar]3d6，Mn2+的電子排布為[Ar]3d5，Mn2+的3d能級為半充滿的相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子，故第三電離能I3(Fe)＜I3(Mn)，故答案為：小于；Mn2+的3d能級為半充滿的相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子；

(3)離子晶體晶格能越大，其熔沸點越高，晶格能與離子半徑成反比、與電荷成正比，二者都是離子化合物，Fe3+的半徑小且電荷多，Fe3+與O2-之間的離子鍵晶格能更大，故Fe2O3的熔點高于FeO的熔點，故答案為： Fe2O3；Fe2O3都是離子化合物，Fe3+的半徑小且電荷多，Fe3+與O2-之間的晶格能更大；

(4)同周期從左到右，電負性逐漸增強，同主族從上到下，電負性逐漸減弱，而周期內(nèi)變化比同族內(nèi)變化要小得多，根據(jù)S、C、N三種元素位置關(guān)系可知，N元素電負性最大，故答案為：氮或N；

(5)環(huán)戊二烯的結(jié)構(gòu)簡式為，液態(tài)環(huán)戊二烯中存在極性鍵C-H和非極性鍵C-C、C=C，單鍵為σ鍵，雙鍵中還含有π鍵，分子間存在范德華力；環(huán)戊二烯分子中存在兩種碳原子，一種碳原子形成4個σ鍵，一種形成3個σ鍵，都沒有孤電子對，分別采用sp3雜化和sp2雜化；配合物中配體提供電子對的方式包括孤對電子、π電子等，根據(jù)二茂鐵的分子結(jié)構(gòu)，鐵與4個π電子形成4個配位鍵，與2個孤對電子形成2個配位鍵，鐵的配位數(shù)為6，故答案為：ACD；sp2、sp3；6；

(6)Fe原子位于結(jié)構(gòu)單元的內(nèi)部、頂點、面心，該晶胞中Fe原子個數(shù)=12×+3+2×=6，N原子個數(shù)為2，化學式為Fe3N，六棱柱底面積=a×a×sin60°×3cm2=a2×3cm2，晶胞體積=a2×3×ccm3，氮化鐵密度===g/cm3，故答案為：。