题目内容
【题目】铝、铁在生活、生产中有着广泛的用途,请回答下列问题。
(1)Fe2+的M层电子排布式____________。元素Fe与Mn的第三电离能分别为I3(Fe)、I3(Mn),则I3(Fe)______I3(Mn)(填“>”、“<")。
(2)第四周期中,与Al原子未成对电子数相同的金属元素有_______种。气态氯化铝的分子组成为(AlCl3)2,其中Al、Cl均达8e-稳定结构,Al原子的杂化方式为_________。根据等电子原理,AlO2-的空间构型为____________。科学实验证明:通常状态下并不存在NaAlO2 , Al(OH)3溶于强碱溶液形成的阴离子,实际是因为Al(OH)3分子中铝原子最外层电子数未达到饱和 ,能与OH-离子形成配位键,Al(OH)3与碱反应时只能中和1molOH-,表现为一元酸,写出Al(OH)3表现酸性的电离的方程式______________;
(3)Fe(CO)5的熔点为-20℃,沸点为103℃,易溶于乙醚,在Fe(CO)5中铁的化合价为_______,在Fe(CO)5中σ键和π键的数目之比为______。
(4)配位化合物K3[Fe(CN)n]遇亚铁离子会产生蓝色沉淀,因此可用于检验亚铁离子,已知铁原子的最外层电子数和配体提供电子数之和为14,求n=_____。产生的蓝色沉淀的化学式____________。
【答案】3s23p63d6 < 4 sp3 直线形 Al(OH)3 + H2O [Al(OH)4]-+ H+ 0 1:1 6 Fe3 [Fe(CN)6]2
【解析】
(1)Fe的原子序数为26,基态Fe2+的电子为24;由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态,而Fe2+到Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态;
(2)Al原子未成对电子数为1;(AlCl3)2分子中铝离子与4个配位的氯离子成键,其中3个为共价键,一个为配位键;;AlO2-与CO2的原子个数都为3,价电子数都为16,互为等电子体;氢氧化铝发生酸式电离时,与水电离出的氢氧根形成配位键电离出[Al(OH)4]-,使溶液呈酸性;
(3)Fe(CO)5中铁元素的化合价为0价;Fe(CO)5中CO与铁原子之间有5个σ键,每个CO分子中有1个σ键和2个π键;
(4)在配位化合物K3[Fe(CN)n]中每个配体可以提供一对电子,而铁原子最外层有2个电子,据铁原子的最外层电子数和配体提供电子数之和为14,可得2+2n=14。
(1)Fe的原子序数为26,基态Fe2+的电子为24,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d6;由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+到Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态,需要的能量相对要少,故答案为:3s23p63d6;<;
(2)Al原子未成对电子数为1,第四周期各金属元素中,未成对电子数也为1的有K,Sc,Cu,Ga,共有4种;气态氯化铝组成为二聚体(AlCl3)2,其中Al、Cl均达8e-稳定结构,说明分子中铝离子与4个配位的氯离子成键,其中3个为共价键,一个为配位键,Al原子的杂化方式为sp3杂化;AlO2-与CO2的原子个数都为3,价电子数都为16,互为等电子体,CO2的空间构型为直线形,则AlO2-的空间构型为直线形;由Al(OH)3分子中铝原子最外层电子数未达到饱和 ,能与OH-离子形成配位键,Al(OH)3与碱反应时只能中和1molOH-,表现为一元酸可知,氢氧化铝发生酸式电离时,与水电离出的氢氧根形成配位键电离出[Al(OH)4]-,使溶液呈酸性,电离方程式为Al(OH)3 + H2O [Al(OH)4]-+ H+,故答案为:4;sp3杂化;直线形;Al(OH)3 + H2O
[Al(OH)4]-+ H+;
(3)Fe(CO)5中铁元素的化合价为0价;Fe(CO)5中CO与铁原子之间有5个σ键,每个CO分子中有1个σ键和2个π键,Fe(CO)5中σ键为10,,π键为10,σ键和π键的数目之比为1:1,故答案为:0;1:1;
(4)在配位化合物K3[Fe(CN)n]中每个配体可以提供一对电子,而铁原子最外层有2个电子,据铁原子的最外层电子数和配体提供电子数之和为14,可得2+2n=14,所以n=6;K3[Fe(CN)6]与亚铁离子反应生成Fe3 [Fe(CN)6]2蓝色沉淀,故答案为:6;Fe3[Fe(CN)6]2。
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