Question

7．铁与人们的生活息息相关，其单质及其化合物有着广泛的用途．铁与O₂、CO等气体反应，也能与硝酸、乙酸等酸性物质反应．请回答下列问题：
（1）Fe²⁺基态核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶ ．
（2）与CO互为等电子体的阴离子是CN^-或O₂^2-．
（3）乙酸和尿素（CO（NH₂）₂）相对分子质量接近，但乙酸熔沸点比尿素高，其原因是乙酸中能形成分子间氢键．
（4）配合物Fe（CO）₅结构式如图1：

分子中碳原子的轨道杂化类型是sp杂化；1mol Fe （CO）₅分子中含有σ键的数目为10N_A．
（5）某晶胞中Fe²⁺、Fe³⁺离子分别占据立方体互不相邻的顶点，CN^-位于立方体棱心上，结构如图2所示．此晶胞中Fe²⁺、Fe³⁺和CN^-的个数比为1：1：5．

Answer 1

分析 （1）铁是26号元素，其原子核外有26个电子，铁原子失去2个电子变成Fe²⁺，根据构造原理书写Fe²⁺核外电子排布式；
（2）原子个数相等且价电子数相等的分子或离子为等电子体；
（3）乙酸中能形成分子间氢键；
（4）每个碳周围都有2个σ，或都是直线型，所以碳原子的轨道杂化类型是sp杂化，1mol Fe （CO）₅分子中含有σ键的数目为10 N_A；
（5）应均摊法计算Fe²⁺、Fe³⁺和CN^-的个数比．

解答 解：（1）铁是26号元素，其原子核外有26个电子，铁原子失去最外层2个电子变成Fe²⁺，根据构造原理知，其基态离子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶ 或[Ar]3d⁶ ，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶ 或[Ar]3d⁶ ；
（2）CO含有2个原子，且其价电子数是10，而CN^-或过氧根中含有2个原子，且其价电子数是10，与CN^-或过氧根等，故答案为：CN^-或O₂^2-；
（3）乙酸中能形成分子间氢键导致乙酸熔沸点比尿素高，故答案为：乙酸中能形成分子间氢键；
（4）每个碳周围都有2个σ，或都是直线型，所以碳原子的轨道杂化类型是sp杂化，1mol Fe （CO）₅分子中含有σ键的数目为10 N_A，故答案为：sp杂化；10 N_A；  
（5）Fe²⁺、Fe³⁺和CN^-的个数比为4×$\frac{1}{8}$：4×$\frac{1}{8}$：10×$\frac{1}{4}$=1：1：5，故答案为：1：1：5．

点评 本题是一道结构化学模块知识题目，综合性较强，涉及等电子体、核外电子排布、氢键等知识，难度较大．