Question

【题目】实验室常利用“棕色环”现象检验NO3— 离子。其方法为：取含有 NO3— 的溶液于试管中，加入 FeSO4 溶液振荡，然后沿着试管内壁加入浓 H2SO4，在溶液的界面上岀现“棕色环”。回答下列问题：

(1)基态 Fe2+核外未成对电子个数为_____。

(2)形成“棕色环”主要发生如下反应：

3[Fe( H2O)6]2+ + NO3－+4H+ =3[Fe(H2O)6]3+ + NO ↑+2H2O

[Fe( H2O)6]2+ + NO=[Fe(NO) (H2O)5]2+(棕色)+ H2O

[Fe(NO)(H2O)5]2+中，配体是______、______，配位数为______。

(3)与 NO 互为等电子体的微粒是_____ (任写一例)。

(4)SO42－的空间构型是_____，其中 S 原子的杂化方式是________ 。

(5)铁原子在不同温度下排列构成不同晶体结构，在 912℃以下排列构成的晶体叫做α－铁； 在 912℃至 1394℃之间排列构成的晶体叫做γ －铁；在 1394℃以上排列构成的晶体， 叫做δ－铁。晶胞剖面结构如图所示：

①α－铁的原子堆积方式为 _____ 。δ－铁配位数为 ____ 。

②已知γ－铁晶体密度为d g/cm3，则 Fe 原子的半径为____nm(用含 d、NA 的式子表示)。

Answer 1

【答案】4 NO H2O 6 O或N 正四面体 sp3杂化 体心立方堆积 6

【解析】

(1)基态Fe原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2，根据洪特规则判断；

(2)[Fe(NO)(H2O)5]2+中配体为NO、H2O，配合物中配位数等于配体的个数之和；

(3)价电子数和原子个数相等的微粒为等电子体，利用等电子原理分析解答；

(4)利用中心原子价层电子互斥理论判断杂化类型和空间结构；

(5)①根据图示，α－铁和δ－铁的铁原子堆积方式为体心立方堆积；

②晶胞棱长为acm，根据，，结合图示，面对角线是4个铁原子的半径，则铁原子半径=。

(1)基态Fe原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2 ，基态Fe2+ 核外电子排布式为[Ar]3d6，根据洪特规则，成单电子数为4；

(2)[Fe(NO)(H2O)5]2+中配体为NO、H2O，配合物中配位数等于配体的个数之和，则配位数为5+1=6；

(3)NO为双原子价电子总数为(5+6)，其等电子体可能是O (6+6－1)或N (5+5+1)；

(4)SO的中心硫原子价层电子对数为4+(8-4×2)=4，S的杂化方式为sp3，空间构型是正四面体；

(5)①α－铁和δ－铁的铁原子堆积方式都为体心立方堆积，δ－铁配位数为6；

②如图所示，该晶胞中含有6个铁原子，晶胞棱长为acm，根据，则=cm，面对角线是4个铁原子的半径，Fe原子半径cm，即nm。