[题目]有些特殊的钢中含有Fe.C.Mn.V等元素.其中Mn.Fe均为第四周期过渡元素.两元素的部分电离能数据如下表: 元素MnFe电离能(kJ/mol)I1717759I215091561I332482957回答下列问题: (1)Mn元素基态原子的价电子排布图为 .比较锰和铁两元素的电离能I2和I3可知.气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难.对此.你� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】有些特殊的钢中含有Fe、C、Mn、V等元素，其中Mn、Fe均为第四周期过渡元素，两元素的部分电离能数据如下表：

元素		Mn	Fe
电离能(kJ/mol)	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

回答下列问题：

(1)Mn元素基态原子的价电子排布图为________。比较锰和铁两元素的电离能I2和I3可知，气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难。对此，你的解释是：________________。

(2)钒元素的某种配合物可增强胰岛素降糖作用，它是电中性分子，结构如图1。分子中采取sp2杂化的原子有_________，1mol分子中含有配位键的数目是_____。

(3)铁元素广泛应用，Fe2+与KCN溶液反应得Fe(CN)2沉淀，KCN过量时沉淀溶解，生成黄血盐，其配离子结构如图离子所带电荷未标出。

①已知CN-与N2结构相似，CN-的电子式是___________。

②化合物Fe(CO)5熔点为253K，沸点为376K，其固体属于____晶体。

③写出沉淀溶解的化学方程式_______________________________。

④图2的甲是Fe的一种晶胞，晶胞中Fe的堆积方式为___________，己知该晶体的密度为ρg/cm3用NA表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的边长为___________cm。

⑤图2的乙是Fe-C-Mn合金(晶体有缺陷)的一种晶胞，则与C原子等距紧邻Fe的个数为____________，该合金的化学式为___________。

【答案】锰失去的是较稳定的半充满3d5上的一个电子，铁失去的是3d6上的一个电子变为半充满状态 C、N 2NA 分子 Fe(CN)2+4KCN＝K4[Fe(CN)6] 体心立方密堆积 Fe23Mn8C8

【解析】

(1)原子轨道中电子处于全满、全空、半满时最稳定；

(2)采取sp2杂化的原子杂化轨道数目为3，而杂化轨道数目=σ键+孤对电子；V与N原子之间形成配位键；

(3)Fe2+与KCN溶液反应得Fe(CN)2沉淀，KCN过量时沉淀溶解，生成黄血盐K4[Fe(CN)6]；由Fe的晶胞结构，可知晶胞中Fe的堆积方式为体心立方密堆积；根据均摊法计算晶胞中Fe原子数目，表示出晶胞的质量，结合m=ρV计算晶胞棱长；体心碳原子与面心Fe原子距离最近；根据均摊法计算晶胞中Fe、C、Mn原子数目，进而确定化学式。

(1)Mn元素基态原子的价电子排布式为3d54s2，故其排布图为：，Mn2+失去的是较稳定的半充满3d5上的一个电子，Fe2+失去的是3d6上的一个电子变为半充满状态，故亚铁离子更容易失去一个电子；

(2)根据图1可知，分子中C原子、N原子σ键均为3，均没有孤电子对，杂化轨道数目均为3，均采取sp2杂化，图1中两个氮原子与钒原子形成两个配位键，故1mol分子中含有配位键的数目是2NA；

(3)①氮气的电子式为：，故根据互为等电子体的微粒结构相似可知CN-的电子式为：；

②化合物Fe(CO)5熔点为253K，沸点为376K，其熔沸点都比较低，属于分子晶体；

③根据图3可知：Fe2+与KCN溶液反应得Fe(CN)2沉淀，KCN过量时沉淀溶解，生成黄血盐K4[Fe(CN)6]，反应的方程式为Fe(CN)2+4KCN＝K4[Fe(CN)6]；

④根据图2可知铁的晶胞类型是体心立方密堆积，一个晶胞中铁原子的个数为：，一个晶胞的质量为：，设晶胞的边长是a，根据，则；

⑤根据图2可知，体心碳与面心铁原子的距离最近，则与碳等距离的最近的铁原子共4个，在该晶胞中，铁原子的个数为：，碳原子的个数是1，锰原子的个数是，铁、锰、碳的原子个数比为23:8:8，故该合金的化学式为Fe23Mn8C8。

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根据所学知识回答下列问题：

(1)在变化“Cl+e-→Cl-”过程中，所得电子填充在基态 Cl的________能级，此过程会________ (填“吸收”或“释放”)能量。

(2)BF4-中B的杂化形式为________________，其等电子体为___________(任写一种)。与其VSEPR模型相同，且有l对孤电子对的相对分子质量最小的分子是___________。

(3)图(a)所示晶胞中Li+位于_____位置；若将晶体中BF4-换成F-，导电能力会明显降低，原因是______________________________。

(4)图(6)中，若缺陷处填充了Na+，则它__________(填“是”或“不是”) NaCl的晶胞，在NaCl晶体中，Na+填充在Cl-堆积而成的__________面体空隙中。

(5)有人认为：高温下有“点缺陷”的NaCl晶伙导电性增照是由于Na+迁移到另一空位而造成。其中Na+经过一个由3个Cl-组成的最小三角形窗孔(如图c所示)。已知晶胞参数a=564 pm，r(Na+)=116pm， r(Cl-)=167 pm，通过计算三角形窗孔半径，判断该认识是否正确。__________。(已知：≈1.414，≈1.732)