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Fe3+第M層的電子排布式為_______________________。

（2）實驗室用KSCN溶液、苯酚()檢驗Fe3+。N、O、S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）FeSO4常作補鐵劑，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。1molFe(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·cm-3，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-的最短核間距為_____________ pm。

Answer 1

【答案】3s23p63d5 N>O>S sp2雜化 正四面體形 10 CN- 3∶1 12 ×1010

【解析】

根據原子或離子的核外電子排布規律分析解答；根據等電子體的概念分析解答；

(1) Fe原子核外有26個電子，核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2，Fe原子失去4s能級2個電子和3d能級1個電子形成Fe3+，Fe3+電子排布式為1s22s22p63s23p63d5 ，則M層電子排布式為：3s23p63d5；
故答案為：3s23p63d5；

(2) 根據同周期同主族元素性質遞變規律判斷，由于同一周期由左向右元素原子的第一電離能呈遞增趨勢，但氮原子2p軌道為半充滿狀態，第一電離能比相鄰的元素都大，又由于同主族由上到下元素原子的第一電離能逐漸減小，N、O、S三種元素的第一電離能從大到小的順序為N＞O＞S；苯環中的C形成3個σ鍵，無孤電子對，所以苯酚中碳原子的雜化軌道類型為sp2雜化；

故答案為：N>O>S，sp2雜化；

(3) SO42-中S原子價層電子對=4+（6+2-4×2）=4，且不含孤電子對，所以其立體構型是正四面體，硫原子采取sp3雜化；

故答案為：正四面體；

(4) Fe和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；等電子體是指價電子數和原子數相同的分子、離子或原子團。與CO互為等電子體的離子可能是CN-，故答案為：10 ，CN-；

(5)觀察圖一晶胞可以發現該晶胞中Fe原子個數為：(6+6)×+2×+3=6，N原子數為2，故該晶體中鐵、氮的微粒個數之比為6:2=3:1；

故答案為：3:1；

(6)從晶胞結構中可知，在該晶胞中，與Fe2+緊鄰且等距離的Fe2+數目為12個，1個晶胞中含有Fe2+個數為：6×+8×含有O2-個數為：12×+1原子Fe2+與O2-的最短核間距是晶胞單元的棱長，設氧化亞鐵的晶胞的單元棱長為apm，可得到等量關系：ρ×a3=，可得到a=×1010pm。

故答案為：12 ， ×1010。