Question

19．铁及其化合物在生产生活及科学研究方面应用非常广泛．
（1）Fe²⁺基态核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶ 或[Ar]3d⁶ ；
（2）Fe³⁺可与SCN^-（阴离子）发生特征的显色反应，用于鉴定Fe³⁺．
该阴离子的电子式为，其空间构型为直线型；
（3）已知Fe²⁺和Fe³⁺均可与CN^-形成配离子^4-和^3-，在酸性溶液中H₂O₂可使Fe（CN）₆^4-转化为Fe（CN）₆^3-．写出以上转化的离子方程式2Fe（CN）₆^4-+H₂O₂+2H⁺=2Fe（CN）₆^3-+2H₂O；
（4）CN^-的其中一个等电子体可与Fe（O）形成配合物，该配合物的化学式为Fe（CO）₅，1mol该配合物所含有σ键和π键数目之比为1：1；
（5）向Fe²⁺溶液中加入K₃，可生成蓝色难溶化合物滕氏蓝，若向Fe³⁺溶液中加入K₄，则可生成蓝色难溶化合物普鲁士蓝，经结构分析，滕氏蓝和普鲁士蓝为同一化合物，其晶胞结构（$\frac{1}{8}$）如图所示（K⁺未标出）．
根据上述信息，滕氏蓝和普鲁士蓝晶胞含有4 个Fe²⁺，其化学式为KFe[Fe（CN）₆]，含有的化学键有abc（填字母序号）．
a．共价键    b．离子键    c．配位键    d．金属键    e．氢键．

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）铁离子和KSCN反应生成络合物为血红色溶液，可用于鉴定Fe³⁺，SCN^-中各原子的连接顺序为S-C-N，S与C形成一对共用电子对，C与N形成三对共用电子对，根据价层电子对互斥理论判断分子空间构型；
（3）在酸性溶液中H₂O₂可使Fe（CN）₆^4-转化为Fe（CN）₆^3-，根据化合价变化配平该反应的离子方程式；
（4）原子个数相等、价电子数相等的微粒是等电子体；三键中含有1个σ键、2个π键，单键属于σ键；
（5）利用均摊法计算立方体结构中Fe³⁺、Fe²⁺、CN^-数目，结合电荷守恒计算K⁺数目，进而确定其化学式；KFe[Fe（CN）₆]中含有共价键、离子键、配位键．

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）铁离子和KSCN反应生成络合物，溶液为血红色，发生Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，可用于鉴定Fe³⁺，SCN^-中各原子的连接顺序为S-C-N，S与C形成一对共用电子对，C与N形成三对共用电子对，SCN^-得到的一个电子给了S，故SCN^-的电子式，其中心原子碳原子的价电子对数为$\frac{4+0}{2}$=2，无孤对电子，所以分子空间构型为直线型，
故答案为：SCN^-；；直线型；
（3）在酸性溶液中H₂O₂可使Fe（CN）₆^4-转化为Fe（CN）₆^3-，双氧水中氧元素化合价为-1价，反应后生成了-2价的水，化合价降低了2价，Fe（CN）₆^4-转化为Fe（CN）₆^3-，铁元素有+2价变为+3价，化合价升高了1价，则化合价变化的最小公倍数为2，所以双氧水的计量数为1，Fe（CN）₆^4-的计量数为2，然后利用质量守恒配平，反应的离子方程式为：2Fe（CN）₆^4-+H₂O₂+2H⁺=2Fe（CN）₆^3-+2H₂O，
故答案为：2Fe（CN）₆^4-+H₂O₂+2H⁺=2Fe（CN）₆^3-+2H₂O；
（4）原子个数相等、价电子数相等的微粒是等电子体，氢氰根离子中含有2个原子、价电子数是10，与CN^-互为等电子体的一种分子为CO，可与Fe（0）形成配合物，为Fe（CO）₅，CO分子中C原子上有一对孤对电子，C、O原子都符合8电子稳定结构，则CO的结构式为C≡O，三键中含有1个σ键、2个π键，单键属于σ键，则CO分子中σ键和π键数目比为1：2，1molFe（CO）₅所含有σ键和π键数目之比为2：2=1：1，
故答案为：Fe（CO）₅；1：1；
（5）立方体结构中Fe³⁺离子的个数为：4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$，Fe²⁺离子的个数为：4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$，CN^-离子的个数为：12×$\frac{1}{4}$=3，
根据电荷守恒：N（K⁺）+N（Fe³⁺）×3+N（Fe²⁺）×2=N（CN^-），得N（K⁺）=$\frac{1}{2}$，
普鲁士蓝中 n（K⁺）：n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺）：n（CN^-）=1：1：1：6，则其化学式为KFe[Fe（CN）₆]；Fe³⁺含有空轨道，CN^-中N原子提供孤电子对，形成配位键，亚铁离子、钾离子和[Fe（CN）₆]^3- 形成离子键，碳原子和氮原子之间存在共价键，所以abc符合，
故答案为：4；KFe[Fe（CN）₆]；abc．

点评 本题考查了物质结构和性质，涉及核外电子排布式书写、等电子体、配合物、晶胞的计算等知识点，掌握均摊法进行晶胞计算，题目难度中等．