Question

【題目】鐵及其化合物與人類生產(chǎn)、生活息息相關(guān)。

（1）FeCl3可用作止血?jiǎng)��；鶓B(tài)鐵原子的核外電子排布式為______， Fe3+有______個(gè)未成對(duì)電子。

（2）K3[Fe(CN)6]主要應(yīng)用于照相紙、顏料、制革、印刷等工業(yè)。其煅燒分解生成KCN、FeC2、N2、(CN)2等物質(zhì)。

①K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的第一電離能由大到小的順序_________。

②(CN)2分子中存在碳碳鍵，則分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為_________。KCN與鹽酸作用可生成HCN，HCN的中心原子的雜化軌道類型為________。

（3）CO能與金屬Fe所形成的配合物Fe(CO)5，其熔點(diǎn)－20℃，沸點(diǎn)103℃，可用于制備純鐵。Fe(CO)5的結(jié)構(gòu)如圖所示：

①Fe(CO)5晶體類型屬于__________晶體。

②關(guān)于Fe(CO)5，下列說(shuō)法正確的是_________。

A Fe(CO)5是非極性分子，CO是極性分子

B Fe(CO)5中Fe原子以sp3雜化方式與CO成鍵

C 1mol Fe(CO)5含有10mol配位鍵

D 反應(yīng)Fe(CO)5 = Fe+5CO沒(méi)有新化學(xué)鍵生成

（4）鐵的多種化合物均為磁性材料，氮化鐵是其中一種，某氮化鐵的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：

則氮化鐵的化學(xué)式為________；設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為a cm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，該晶體的密度為________g·cm-3(用含a和NA的式子表示)。

Answer 1

【答案】[Ar]3d64s2 5 N＞C＞Fe＞K 3：4 sp 分子 AC Fe4N

【解析】

（1）Fe原子核外電子排布為：1s22s22p63s23p63d64s2。Fe3+的核外電子排布為：1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5；

（2）①金屬元素第一電離能較小，非金屬元素第一電離能較大，同周期自左而右元素的第一電離能呈增大趨勢(shì)，ⅤA族np能級(jí)容納3個(gè)電子，為半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素；

②（CN）2中的結(jié)構(gòu)式為N≡C-C≡N。H-C≡N中含三鍵，是直線型結(jié)構(gòu)；

（3）①分子晶體的熔沸點(diǎn)較低；

②非極性分子：正負(fù)電荷中心重合。Fe原子與5個(gè)CO形成5個(gè)配位鍵，在每個(gè)CO分子中存在1個(gè)配位鍵。Fe(CO)5=Fe+5CO斷開(kāi)了Fe與CO分子間的配位鍵，形成了金屬鍵；

（4）用均攤法確定化學(xué)式，計(jì)算公式=。

（1）Fe原子核外電子排布為：1s22s22p63s23p63d64s2。Fe原子失去4s能級(jí)上的2個(gè)電子及3d能級(jí)上的1個(gè)電子形成Fe3+，Fe3+的核外電子排布為：1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5，有5個(gè)未成對(duì)電子；

（2）①同周期自左而右元素的第一電離能呈增大趨勢(shì)，則第一電離能Fe>K，ⅤA族np能級(jí)容納3個(gè)電子，為半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，則N>C，金屬元素第一電離能較小，非金屬元素第一電離能較大，則K3[Fe（CN）6]中四種組成元素的第一電能由大到小的排序是N>C>Fe>K；

②產(chǎn)物（CN）2中含碳碳鍵，其結(jié)構(gòu)式為N≡C-C≡N，σ鍵有3條，π鍵有4條，則σ鍵和π鍵數(shù)目之比為3：4。HCN分子的結(jié)構(gòu)式是：H-C≡N，HCN分子中含有2個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，C原子不含孤電子對(duì)，所以C的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是2，中心原子C原子以sp雜化軌道成鍵；

（3）①分子晶體的熔沸點(diǎn)較低，根據(jù)題給信息知，Fe(CO)5的熔沸點(diǎn)較低，所以為分子晶體；

②A．根據(jù)Fe (CO)5的結(jié)構(gòu)可知， Fe(CO)5為三角雙錐結(jié)構(gòu)，分子中正負(fù)電荷中心重合，是非極性分子，CO中正負(fù)電荷中心不重合，是極性分子，故A正確；

B．Fe(CO)5中Fe原子與5個(gè)CO成鍵，不是sp3雜化，故B錯(cuò)誤；

C. 1molFe(CO)5中Fe原子與5molCO形成5mol配位鍵，在每摩CO分子中存在1mol配位鍵，共含有10mol配位鍵，故C正確；

D. Fe(CO)5=Fe+5CO屬于化學(xué)變化，包括化學(xué)鍵的斷裂與形成，斷開(kāi)了Fe與CO分子間的配位鍵，形成了金屬鍵，故D錯(cuò)誤；

答案選AC；

（4）1個(gè)晶胞中含氮原子個(gè)數(shù)為1，含鐵原子個(gè)數(shù)為8=4，則氮化鐵的化學(xué)式為Fe4N。晶體的密度==g·cm-3。