题目内容

5.过渡元素铁可形成多种配合物,如:[Fe(CN)6]4-、Fe(SCN)3等.
(1)基态铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64S2或[Ar]3d64s2.
(2)科学研究表明用TiO2作光催化剂可将废水中CN-转化为OCN-,并最终氧化为N2、CO2.OCN-中三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C.
(3)与CN-互为等电子体的一种分子为CO或N2(填化学式);1molFe(CN)63-中含有σ键的数目为12×6.02×1023个或12NA.
(4)铁的另一种配合物Fe(CO)5熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于CCl4,据此可以判断Fe(CO)5晶体属于分子晶体(填晶体类型).
(5)铁铝合金的一种晶体属于面心立方结构,其晶胞可看成由8个小体心立方结构堆砌而成.已知小立方体如图所示,该合金的化学式为AlFe3.

分析 (1)根据铁的原子序数为26,结合能量最低原理书写基态原子的电子排布式;
(2)同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势,但第IIA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素;
(3)原子个数相等且价电子数相等的分子或离子为等电子体;1molFe(CN)63-中CN含有C、N三键,其中1个是σ键,N原子有孤对电子,铁原子有空轨道,所以每个铁离子与CN-形成4个配位键,所以共用6个σ键,1molFe(CN)63-中含有σ键数为12mol;
(4)依据Fe(CO)5的熔沸点低,且易溶于四氯化碳判断晶体类型;
(5)依据正方体中,顶点上的原子被8个晶胞占有,体心上的原子被1个晶胞占有,铁铝合金晶胞结构铝原子的数目为4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$;铁原子数目为1+4×$\frac{1}{8}$=$\frac{3}{2}$,所以铝原子与铁原子个数之比为1:3.

解答 解:(1)铁的原子序数为26,根据能量最低原理其态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2,
故答案为:1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2;
(2)同周期第一电离能自左而右具有增大趋势,所以第一电离能O>C.由于氮元素原子2p能级有3个电子,处于半满稳定状态,能量较低,第一电离能大于相邻元素,所以C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是N>O>C,
故答案为:N>O>C;
(3)CN-含有2个原子,价电子总数为4+5+1=10,故其等电子体为氮气分子、CO等,1molFe(CN)63-中CN含有C、N三键,其中1个是σ键,N原子有孤对电子,铁原子有空轨道,所以每个CN-与铁离子形成6个配位键,所以共用12个σ键,1molFe(CN)32-中含有σ键数为12mol,个数为:12NA,
故答案为:CO或N2;12×6.02×1023个或12NA;
(4)Fe(CO)3的熔沸点低,且易溶于四氯化碳,依据分子晶体熔沸点低,且存在相似相溶原理,可知Fe(CO)3为分子晶体,
故答案为:分子晶体;
(5)依据铁铝合金晶胞结构铝原子的数目为4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$;铁原子数目为1+4×$\frac{1}{8}$=$\frac{3}{2}$,所以铝原子与铁原子个数之比为1:3,该铁铝合金的化学式为:AlFe3,
故答案为:AlFe3.

点评 本题考查较为综合,涉及电子排布式、电负性、σ键数以及晶体结构分析等知识,题目难度中等,注意同一周期中第一电离能的变化趋势及异常现象,为易错点.

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