Question

【題目】

鐵及其氧化物是日常生活生產中應用廣泛的材料。請回答下列問題：

（l）基態鐵原子的價電子軌道表達式為__________。

（2）鐵元素常見的離子有Fe2+和Fe3+，穩定性Fe2+_______Fe2+（填“大于”或“小于”)，原因是________________。

（3）納米氧化鐵能催化火箭推進劑NH4ClO4的分解，NH4+的結構式為______（標出配位鍵），空間構型為_________，其中氮原子的雜化方式為_______；與ClO4-互為等電子體的分子或離子有__________（任寫兩種）。

（4）金屬鐵晶體原子采用________堆積．鐵晶體的空間利用率為______（用含π的式子表示）。

（5）某種離子型鐵的氧化物晶胞如圖所示，它由A、B方塊組成。則該權化物中Fe2+、Fe3+、O2-的個數比為_______（填最簡整數比）；己知該晶體的密度為dg/cm3，阿伏加德羅常數的值為NA，則品胞參數a 為_______nm（用含d 和NA的代數式表示）。

Answer 1

【答案】 小于 Fe2+的價電子排布式為3d6，Fe3+的價電子排布式為3d5，Fe3+ 的3d能級為半滿狀態較穩定。 正四面體形 sp3雜化 CCl4、PO43- （其他合理答案均可） 體心立方 1:2:4

【解析】本題分析：本題主要考查原子結構與晶體結構。

（l）基態鐵原子的價電子軌道表達式為。

（2）鐵元素常見的離子有Fe2+和Fe3+，穩定性Fe2+Fe2+（填“大于”或“小于”)，原因是Fe2+的價電子排布式為3d6，Fe3+的價電子排布式為3d5，Fe3+ 的3d能級為半滿狀態較穩定。。

（3）納米氧化鐵能催化火箭推進劑NH4ClO4的分解，NH4+的結構式為，空間構型為正四面體形，其中氮原子的價層電子對為4，雜化方式為sp3雜化；ClO4-是5原子、32價電子的離子，與ClO4-互為等電子體的分子或離子有CCl4、PO43-。

（4）金屬鐵晶體原子采用體心立方堆積．鐵晶體的晶胞含有2個鐵原子，設晶胞邊長為a，金屬原子半徑為r，

則面對角線長a，體對角線長a=4r，得r=，空間利用率== 。

（5）A含有1.5個亞鐵離子、4個氯離子，B含有0.5個亞鐵離子、4個氧離子、4個鐵離子，則該氧化物中Fe2+、Fe3+、O2-的個數比為1:2:4。

晶胞含有Fe2+、Fe3+、O2-的個數分別是為4、8、16，它們的相對質量之和是8×232，根據m=ρV可得8×232 g=d×g/cm3a3×NA，a =nm。