Question

【题目】铁及其化合物与人类生产、生活息息相关。

（1）FeCl3可用作止血剂。基态铁原子的核外电子排布式为______， Fe3+有______个未成对电子。

（2）K3[Fe(CN)6]主要应用于照相纸、颜料、制革、印刷等工业。其煅烧分解生成KCN、FeC2、N2、(CN)2等物质。

①K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序_________。

②(CN)2分子中存在碳碳键，则分子中σ键与π键数目之比为_________。KCN与盐酸作用可生成HCN，HCN的中心原子的杂化轨道类型为________。

（3）CO能与金属Fe所形成的配合物Fe(CO)5，其熔点－20℃，沸点103℃，可用于制备纯铁。Fe(CO)5的结构如图所示：

①Fe(CO)5晶体类型属于__________晶体。

②关于Fe(CO)5，下列说法正确的是_________。

A Fe(CO)5是非极性分子，CO是极性分子

B Fe(CO)5中Fe原子以sp3杂化方式与CO成键

C 1mol Fe(CO)5含有10mol配位键

D 反应Fe(CO)5 = Fe+5CO没有新化学键生成

（4）铁的多种化合物均为磁性材料，氮化铁是其中一种，某氮化铁的晶胞结构如图所示：

则氮化铁的化学式为________；设晶胞边长为a cm，阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为________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原子核外电子排布为：1s22s22p63s23p63d64s2。Fe3+的核外电子排布为：1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5；

（2）①金属元素第一电离能较小，非金属元素第一电离能较大，同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势，ⅤA族np能级容纳3个电子，为半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素；

②（CN）2中的结构式为N≡C-C≡N。H-C≡N中含三键，是直线型结构；

（3）①分子晶体的熔沸点较低；

②非极性分子：正负电荷中心重合。Fe原子与5个CO形成5个配位键，在每个CO分子中存在1个配位键。Fe(CO)5=Fe+5CO断开了Fe与CO分子间的配位键，形成了金属键；

（4）用均摊法确定化学式，计算公式=。

（1）Fe原子核外电子排布为：1s22s22p63s23p63d64s2。Fe原子失去4s能级上的2个电子及3d能级上的1个电子形成Fe3+，Fe3+的核外电子排布为：1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5，有5个未成对电子；

（2）①同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势，则第一电离能Fe>K，ⅤA族np能级容纳3个电子，为半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，则N>C，金属元素第一电离能较小，非金属元素第一电离能较大，则K3[Fe（CN）6]中四种组成元素的第一电能由大到小的排序是N>C>Fe>K；

②产物（CN）2中含碳碳键，其结构式为N≡C-C≡N，σ键有3条，π键有4条，则σ键和π键数目之比为3：4。HCN分子的结构式是：H-C≡N，HCN分子中含有2个σ键和2个π键，C原子不含孤电子对，所以C的价层电子对数是2，中心原子C原子以sp杂化轨道成键；

（3）①分子晶体的熔沸点较低，根据题给信息知，Fe(CO)5的熔沸点较低，所以为分子晶体；

②A．根据Fe (CO)5的结构可知， Fe(CO)5为三角双锥结构，分子中正负电荷中心重合，是非极性分子，CO中正负电荷中心不重合，是极性分子，故A正确；

B．Fe(CO)5中Fe原子与5个CO成键，不是sp3杂化，故B错误；

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

D. Fe(CO)5=Fe+5CO属于化学变化，包括化学键的断裂与形成，断开了Fe与CO分子间的配位键，形成了金属键，故D错误；

答案选AC；

（4）1个晶胞中含氮原子个数为1，含铁原子个数为8=4，则氮化铁的化学式为Fe4N。晶体的密度==g·cm-3。