题目内容
【题目】铁被誉为“第一金属”，铁及其化合物在生活中有广泛应用。
（1）基态Fe2＋的简化电子排布式为____________________。
（2）实验室可用KSCN、苯酚（
）来检验Fe3＋ 。N、O、S三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 _______________（用元素符号表示），苯酚中碳原子的杂化轨道类型为_________。
（3）FeCl3的熔点为306 ℃，沸点为315 ℃。FeCl3的晶体类型是_____________ 。FeSO4常作净水剂和补铁剂，SO42- 的立体构型是___________________。
（4）羰基铁[Fe(CO)5]可用作催化剂、汽油抗爆剂等。1 mol Fe(CO)5分子中含______molσ键，与CO互为等电子体的离子是 _________________（填化学式，写一种）。
（5）氮化铁晶体的晶胞结构如图1所示。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为________。
（6）氧化亚铁晶体的晶胞如图2所示。已知:氧化亚铁晶体的密度为ρg/cm3 ，NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与Fe2＋紧邻且等距离的Fe2＋数目为 ________ ；Fe2＋与O2-最短核间距为 __________ pm。
【答案】 [Ar]3d6 N>O>S sp2杂化 分子晶体 正四面体形 10 CN－或C22－ 3∶1 12 
×1010
【解析】考查物质结构与性质知识的综合运用，（1）Fe位于第四周期VIII族，基态Fe原子电子排布式为[Ar]3d64s2，因此Fe2＋的简化电子排布式为[Ar]3d6；（2）同周期从左向右第一电离能逐渐增大，但IIA>IIIA，VA>VIA，同主族从上到下第一电离能减小，即三种元素的第一电离能大小顺序是N>O>S；苯环的立体构型为平面正六边形，即C的杂化类型为sp2；（3）FeCl3的熔沸点低，符合分子晶体的性质，即FeCl3属于分子晶体，SO42－中中心原子S有4个σ键，孤电子对数为(6＋2－4×2)/2=0，价层电子对数为4，SO42－的立体构型为正四面体形；（4）Fe与CO形成配位键，成键原子间只能形成一个σ键，因此1molFe(CO)5分子中含有10molσ键，根据等电子体的定义，与CO互为等电子体的离子是CN－或C22－；（5）根据图1，Fe位于顶点、面心、内部，实际占有的个数为12×1/6＋2×1/2＋3=6，N位于内部，实际占有的个数为2，因此铁、氮的微粒个数之比为6：2=3：1；（6）根据图2，Fe2＋紧邻且等距离的Fe2＋的数目为12，Fe位于晶胞的顶点、面心，实际占有个数为8×1/8＋6×1/2=4，O位于棱上和体心，实际占有的个数为12×1/4＋1=4，即化学式为FeO，晶胞的质量为4×72/NAg，令晶胞的边长为acm，则晶胞的体积为a3cm3，根据密度的定义，ρ=4×72/（NA×a3)，Fe2＋与O2－最短的核间距是边长的一半，因此最短核间距为×1010pm。
【题目】下表是元素周期表的前四周期，请回答有关问题：（相关均用具体化学用语回答）
1 | ① | |||||||
2 | ② | ③ | ④ | |||||
3 | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | ||||
4 | ⑨ | ⑩ | ||||||
（1）元素⑤⑥⑦的简单离子半径大小顺序__________；②在元素周期表位置________；③的简单氢化物和⑧的氢化物混合形成的化合物电子式__________。
（2）⑤其最高价氧化物水合物和⑥的最高价氧化物反应的离子方程式_______
（3）用电子式表示元素①和⑧形成的化合物的形成过程__________。
（4）④、⑧、⑩的氢化物沸点最高的是__________，原因是__________。
（5）由②和①组成最简单物质与O2和⑨的最高价氧化物对应的水化物的水溶液组成燃料电池，写出电池的负极反应式__________。