Question

【题目】铁能形成多种化合物，如Fe（SCN）3，[Fe（CO）5]（羰基铁），它们在生活生产中有广泛应用。

（1）Fe3+基态核外电子排布式为_____。

（2）实验室用KSCN溶液、苯酚溶液检验Fe3+．N、O、S的第一电离能由大到小的顺序为____　。SCN﹣中的碳原子的杂化轨道类型为_____。与SCN﹣互为等电子体的分子是_____。

（3）羰基铁[Fe（CO）5]可用作催化剂。1mol[Fe（CO）5]分子中含σ键数目为_____。

（4）某种氮化铁晶胞的晶体如图所示，该氮化铁晶体的化学式为_____。

Answer 1

【答案】 N>O>S sp CO2(COS等) 10NA或6.02×1024 Fe3N

【解析】

（1）Fe位于第4周期第ⅤⅢ族，其价电子排布式为3d64s2，失去3个电子形成Fe3+，从4s开始失去电子；（2）同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势，氮元素2p能级处于半满稳定状态，能量低，同一主族元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，SCN﹣为直线形结构，等电子体是指原子总数相同、价电子总数也相同的微粒；

（3）羰基配合物中，中心Fe与配体CO之间形成配位键，CO分子中，C与O之间含有一个配位键；（4）根据均摊法计算氮化铁晶体的化学式。

（1）Fe位于第4周期第ⅤⅢ族，其价电子排布式为3d64s2，失去3个电子形成Fe3+，从4s开始失去电子，所以Fe3+基态核外电子排布式为：[Ar]3d5，故答案为：[Ar]3d5；

（2）同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势，氮元素2p能级处于半满稳定状态，能量低，同一主族元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以N、O、S的第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞S，SCN﹣为直线形结构，则其中C为sp杂化，

等电子体是指原子总数相同，价电子总数也相同的微粒，所以与SCN﹣互为等电子体的分子是：CO2（COS等），故答案为：N＞O＞S；sp；CO2（COS等）；

（3）羰基配合物中，中心Fe与配体CO之间形成配位键，CO分子中，C与O之间含有一个配位键，所以1mol[Fe(CO)5]分子中含σ键数目为10 NA，故答案为：10NA或6.02×1024；

（4）氮化铁晶体为六棱柱：顶点贡献率为，面点贡献率为，依据晶胞结构可知，12个铁原子位于顶点，2个铁原子位于面心，3个铁原子位于体内，2个氮原子位于体内，1个晶胞含有铁微粒数为：12×+2×+3＝6、含氮原子数为2，所以该晶体中铁、氮的微粒个数之比为：6：2＝3：1，所以化学势为Fe3N，故答案为：Fe3N。