题目内容
【题目】铁及其氧化物是日常生活生产中应用广泛的材料。请回答下列问题:
（1）基态铁原子的价电子排布图为_______
（2）铁元素常见的离子有Fe2+和Fe3+,稳定性Fe2+_____Fe3+(填“大于”或“小于”)，原因是____。
（3）纳米氧化铁能催化火管推进剂NH4ClO4的分解，NH4+的结构式为______(标出配位键)，其中氮原子的杂化方式为______;与 ClO4-互为等电子体的分子或离子为_________(任写两种)。
（4）金属铁晶体原子采用体心立方堆积。则铁晶体的空间利用率为____ (用含π的式子表示)。
（5）某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由A、B方块组成。则该化合物中Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为______(填最简整数比)；已知该晶体的密度dg/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞参数为______nm(用含d和NA的代数式表示)。
（6）一种铁、碳形成的间隙化合物的晶体结构如图所示，其中碳原子位于铁原子形成的八面体的中心。每个铁原子又为两个八面体共用。则该化合物的化学式为_______。
【答案】
小于 Fe2+的价电子排布式为3d6,Fe3+的价电子排布式为3d5,Fe3+的3d能级为半充满状态，较稳定 
sp3 CCl4、PO43- 
1:2:4 
Fe3C
【解析】
试题（1）铁是26号元素，3d、4s轨道的电子为价电子；（2）能级全充满、半充满或全空时稳定；（3）NH4+是正四面体结构；N原子价电子对数是
；原子数相同、价电子数也相同的分子或离子互为等电子体；（4）晶体的空间利用率为晶胞中原子体积
晶胞体积；（5）根据均摊原则计算Fe2+、Fe3+、O2-的个数比；根据
计算晶胞边长；（6）根据均摊原则计算化学式；
解析：（1）铁是26号元素，价电子排布图为
；（2）Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5，Fe3+的3d能级为半充满状态，较稳定，所以稳定性Fe2+小于Fe3+；（3）NH4+为正四面体结构，结构式为
；N原子价电子对数是，氮原子的杂化方式为sp3；与 ClO4-互为等电子体的分子或离子为CCl4、PO43-；（4）铁晶体原子采用体心立方堆积，所以1个晶胞含有铁原子数
，设铁原子的半径是a，则晶胞边长是
，晶体的空间利用率为
；（5）根据均摊原则，每个A中含有Fe2+ -的个数
，含每个A中含有O2-数4；每个B中含有Fe2+ -的个数
，每个B中含有Fe3+ 的个数4，含每个A中含有O2-数4；根据题意每个铁的氧化物晶胞由4个A和4个B方块组成，所以所以每个晶胞含有Fe2+、Fe3+、O2-的个数分别是8、16、32，比为1:2:4；晶胞的摩尔质量是
，设晶胞边长是a nm，则
，a=
；（6）根据均摊原则每个铁原子又为两个八面体共用，所以铁易碳原子数比是
，所以化学式是Fe3C。
【题目】（8分）.氮化硅(Si3N4)是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得。
（1）根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是 。
A．制汽轮机叶片 | B．制有色玻璃 | C．制永久性模具 | D．制造柴油机 |
（2）氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，她不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式为 。
（3）现用四氯化硅和氮气在氢气中加强热发生反应，可制得高纯度氮化硅，反应的化学方程式为 。
