Question

【題目】鐵在自然界中的含量豐富，而且在生活生產(chǎn)中應用廣泛。

（1）鐵在周期表中的位置為______。

（2）硝普試劑[Fe(NO)CN)5]2－可用于檢驗S2－，兩者反應得紫色溶液，其中兩個配體互為等電子體，已知硝普試劑[Fe(NO)(CN)5]2－中Fe為+2價，其基態(tài)離子的外圍電子排布式為_______。

（3）K4[Fe(CN)6]溶液可用于檢驗Fe3+，K、C、N的第一電離能由大到小的順序為______，K4[Fe(CN)6]內(nèi)界中σ鍵與π鍵的個數(shù)比為______。

（4）二茂鐵是由兩個環(huán)戊二烯陰離子與Fe2+離子組成的三明治型化合物，即。環(huán)戊二烯分子()中碳原子的雜化方式為_______。

（5）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_______。

（6）鐵單質(zhì)晶體在不同溫度下有兩種主要的堆積方式——體心立方(A)與面心立方(B)，假定Fe原子半徑不變，在兩種堆積中，配位數(shù)之比NA︰NB為_______晶體密度之比ρA︰ρB為_______。

Answer 1

【答案】第四周期第VIII族 3d6 N>C>K 1:1 sp2、sp3 Fe2O3 FeO與Fe2O3都是離子晶體，Fe3+的半徑小且電荷大，Fe3+與O2—的離子鍵鍵能大（或晶格能大） 2:3

【解析】

（1）Fe的核外電子數(shù)為26，依據(jù)元素周期表結(jié)構(gòu)找出位置；

（2）依據(jù)Fe原子核外價層電子排布式書寫；

（3）同一周期中，元素的第一電離能呈增大趨勢，第VA族元素最高能級為半充滿結(jié)構(gòu)，其第一電離能比第VIA族的高；同主族，第一電離能從上到下依次減��；找出內(nèi)界的共價鍵類型判斷解答；

（4）依據(jù)雜化軌道理論分析作答；

（5）依據(jù)離子晶體的熔沸點判斷依據(jù)作答；

（6）根據(jù)金屬晶體原子堆積模型理論解答。

（1）Fe的原子序數(shù)為26，其核外電子數(shù)為26，位于元素周期表第四周期第VIII族，

故答案為：第四周期第VIII族；

（2）Fe原子的核外價層電子排布式為3d64s2，[Fe(NO)(CN)5]2－中Fe為+2價，為Fe原子失去2個電子以后所得，則其基態(tài)離子的外圍電子排布式為3d6，故答案為：3d6；

（3）C與N處于同周期，N原子核外2p能級處于半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，第一電離能：N>C，K處于第三周期，第一電離能最小，所以第一電離能比較：N>C>K；K4[Fe(CN)6]內(nèi)界為Fe(CN)64-，配體CN-電子式為，與Fe2+之間形成6個配位鍵，所以σ鍵數(shù)目為6+1×6=12，,π鍵的數(shù)目為2×6=12，則個數(shù)比為12:12=1:1,故答案為：N>C>K；1:1；

（4）中，全部形成單鍵的C原子采用sp3雜化方式；同時存在的碳碳雙鍵，則C原子又采用sp2雜化方式，故答案為：sp2、sp3；

（5）FeO與Fe2O3均為離子晶體，但Fe3+的半徑小且電荷大，Fe3+與O2—的離子鍵鍵能大（或晶格能大），所有兩者相比，Fe2O3熔點高，故答案為：Fe2O3；Fe3+的半徑小且電荷大，Fe3+與O2—的離子鍵鍵能大（或晶格能大）；

（6）體心立方(A)堆積模型中的配位數(shù)為8，面心立方(B)堆積模型中的配位數(shù)為12，所有兩種堆積模型的配位數(shù)之比為：8:12=2:3；設(shè)鐵原子半徑均為r，則根據(jù)幾何關(guān)系可知，體心立方(A)的棱長a（A）=r，晶胞中所含鐵原子個數(shù)為+1=2，則晶體的密度ρA=；同理可知，面心立方(B)堆積模型中a（B）=r，晶胞中所含鐵原子個數(shù)為+=4，則晶體的密度ρB=，因此兩種晶體的密度比ρA︰ρB==，故答案為：2:3；。