Question

【题目】铁在自然界中的含量丰富，而且在生活生产中应用广泛。

（1）铁在周期表中的位置为______。

（2）硝普试剂[Fe(NO)CN)5]2－可用于检验S2－，两者反应得紫色溶液，其中两个配体互为等电子体，已知硝普试剂[Fe(NO)(CN)5]2－中Fe为+2价，其基态离子的外围电子排布式为_______。

（3）K4[Fe(CN)6]溶液可用于检验Fe3+，K、C、N的第一电离能由大到小的顺序为______，K4[Fe(CN)6]内界中σ键与π键的个数比为______。

（4）二茂铁是由两个环戊二烯阴离子与Fe2+离子组成的三明治型化合物，即。环戊二烯分子()中碳原子的杂化方式为_______。

（5）工业电解熔融的FeO、Fe2O3冶炼高纯铁。FeO与Fe2O3相比，_____熔点高，其主要原因是_______。

（6）铁单质晶体在不同温度下有两种主要的堆积方式——体心立方(A)与面心立方(B)，假定Fe原子半径不变，在两种堆积中，配位数之比NA︰NB为_______晶体密度之比ρA︰ρB为_______。

Answer 1

【答案】第四周期第VIII族 3d6 N>C>K 1:1 sp2、sp3 Fe2O3 FeO与Fe2O3都是离子晶体，Fe3+的半径小且电荷大，Fe3+与O2—的离子键键能大（或晶格能大） 2:3

【解析】

（1）Fe的核外电子数为26，依据元素周期表结构找出位置；

（2）依据Fe原子核外价层电子排布式书写；

（3）同一周期中，元素的第一电离能呈增大趋势，第VA族元素最高能级为半充满结构，其第一电离能比第VIA族的高；同主族，第一电离能从上到下依次减小；找出内界的共价键类型判断解答；

（4）依据杂化轨道理论分析作答；

（5）依据离子晶体的熔沸点判断依据作答；

（6）根据金属晶体原子堆积模型理论解答。

（1）Fe的原子序数为26，其核外电子数为26，位于元素周期表第四周期第VIII族，

故答案为：第四周期第VIII族；

（2）Fe原子的核外价层电子排布式为3d64s2，[Fe(NO)(CN)5]2－中Fe为+2价，为Fe原子失去2个电子以后所得，则其基态离子的外围电子排布式为3d6，故答案为：3d6；

（3）C与N处于同周期，N原子核外2p能级处于半充满状态，较稳定，第一电离能：N>C，K处于第三周期，第一电离能最小，所以第一电离能比较：N>C>K；K4[Fe(CN)6]内界为Fe(CN)64-，配体CN-电子式为，与Fe2+之间形成6个配位键，所以σ键数目为6+1×6=12，,π键的数目为2×6=12，则个数比为12:12=1:1,故答案为：N>C>K；1:1；

（4）中，全部形成单键的C原子采用sp3杂化方式；同时存在的碳碳双键，则C原子又采用sp2杂化方式，故答案为：sp2、sp3；

（5）FeO与Fe2O3均为离子晶体，但Fe3+的半径小且电荷大，Fe3+与O2—的离子键键能大（或晶格能大），所有两者相比，Fe2O3熔点高，故答案为：Fe2O3；Fe3+的半径小且电荷大，Fe3+与O2—的离子键键能大（或晶格能大）；

（6）体心立方(A)堆积模型中的配位数为8，面心立方(B)堆积模型中的配位数为12，所有两种堆积模型的配位数之比为：8:12=2:3；设铁原子半径均为r，则根据几何关系可知，体心立方(A)的棱长a（A）=r，晶胞中所含铁原子个数为+1=2，则晶体的密度ρA=；同理可知，面心立方(B)堆积模型中a（B）=r，晶胞中所含铁原子个数为+=4，则晶体的密度ρB=，因此两种晶体的密度比ρA︰ρB==，故答案为：2:3；。