Question

4．铁合金及铁的化合物在生产、生活中有着重要的用途．
（1）已知铁是26号元素，写出Fe²⁺的电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶．
（2）已知三氯化铁固体在300℃以上可升华成含二聚三氯化铁（Fe₂Cl₆）分子的气体，该分子中所有原子均满足最外层8电子的稳定结构，则该分子的结构式为，你认为该分子是否为平面形分子？否（填“是”或“否”）．
（3）六氰合亚铁酸钾K₄[Fe（CN）₆]俗称黄血盐，它可用做显影剂，该化合物中存在的微粒间相互作用类型有ABD（从下列选项中选填代号）．
A．离子键     B．共价键     C．金属键     D．配位键     E．氢键
（4）黄血盐在溶液中可电离出极少量的CN^-，CN^-与CO（填一种即可）互为等电子体．CN^-还可与H⁺结合形成一种弱酸--氢氰酸（HCN），HCN分子中碳原子的杂化轨道类型是sp，该分子的σ键和π键数目分别为2，2．
（5）黄血盐溶液与Fe³⁺反应可生成一种蓝色沉淀，该物质最早由1704年英国普鲁士的一家染料厂的工人发现，因此取名为普鲁士蓝，化学式可表示为K₄[Fe（CN）₆]．研究表明它的晶体的结构特征是Fe²⁺、Fe³⁺分别占据立方体的顶点，且自身互不相邻，而CN^-位于立方体的棱上与Fe²⁺、Fe³⁺配位，K⁺填充在上述微粒形成的部分空隙中．忽略K⁺，该晶体的结构示意图如下四幅图所示：

根据图可得普鲁士蓝的化学式为KFe₂（CN）₆，忽略K⁺，上述四幅晶体结构图中，图丁是普鲁士蓝的晶胞．

Answer 1

分析 （1）铁是26号元素，核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，失去4s能级2个电子形成Fe²⁺；
（2）二聚三氯化铁（Fe₂Cl₆）分子的气体，该分子中所有原子均满足最外层8电子的稳定结构，Fe与氯原子之间形成4个共价键，有2个Cl原子形成分别与2个Fe原子之间形成2个共价键，存在配位键；铁原子和四个氯原子形成四面体结构；
（3）K₄[Fe（CN）₆]中阴阳离子之间存在离子键，Fe³⁺和CN^-之间存在配位键，CN^-内原子之间形成共价键；
（4）原子数目相等、价电子总数相等的微粒互为电子，CN^-与CO、N₂等互为等电子体；等电子体结构相似，可知HCN的结构式为H-C≡N，C原子杂化轨道数目为2，单键为σ键，三键含有1个σ键、2个π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；
晶胞为其最小重复单位，一般情况下，晶胞都是平行六面体．整块晶体可以看成是无数晶胞无隙并置而成的，要求晶胞的立方体八个顶点微粒相同．

解答 解：（1）铁是26号元素，核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，失去4s能级2个电子形成Fe²⁺，Fe²⁺离子的核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶；
（2）二聚三氯化铁（Fe₂Cl₆）分子的气体，该分子中所有原子均满足最外层8电子的稳定结构，Fe与氯原子之间形成4个共价键，有2个Cl原子形成分别与2个Fe原子之间形成2个共价键，存在配位键，所以其结构式为；
该分子中每个铁原子生成四个共价键，则铁原子和四个氯原子形成四面体结构，则该分子不是平面形结构，
故答案为；否；
（3）K₄[Fe（CN）₆]中阴阳离子之间存在离子键，Fe³⁺和CN^-之间存在配位键，CN^-内原子之间形成共价键，
故答案为：ABD；
（4）原子数目相等、价电子总数相等的微粒互为电子，CN^-与CO、N₂等互为等电子体；等电子体结构相似，可知HCN的结构式为H-C≡N，C原子杂化轨道数目为2，所以碳原子为sp杂化，单键为σ键，三键含有1个σ键、2个π键，分子中含有22个σ键、2个π键，
故答案为：CO；sp；2，2；
（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KFe₂（CN）₆；
晶胞为其最小重复单位，一般情况下，晶胞都是平行六面体．整块晶体可以看成是无数晶胞无隙并置而成的，要求晶胞的立方体八个顶点微粒相同，图象中丁符合，
故答案为：KFe₂（CN）₆；丁．

点评 本题考查了物质结构和性质，涉及晶胞的计算、等电子体、原子的杂化方式、配合物等知识点，掌握均摊法进行晶胞计算，识记中学常见晶胞结构，难度中等．