【题目】铁被誉为“第一金属”,铁及其化合物在生活中有广泛应用。回答下列问题:
(1)基态Fe3+的电子排布式为________。
(2)实验室用KSCN溶液、苯酚()检验Fe3+。N、O、S的第一电离能由大到小的顺序为_______(用元素符号表示),苯酚中碳原子的杂化轨道类型为______。
(3)FeCl3的熔点为306℃,沸点为315℃ FeCl3的晶体类型是______。FeSO4常作补铁剂,SO42-的立体构型是_______。
(4)羰基铁[Fe(CO)5]可用作催化剂、汽油抗爆剂等,1 mol Fe(CO)5分子中含σ键数目为_______,与CO互为等电子体的离子是__________(填化学式,写一种)
(5)氮化铁晶体的晶体结构示意图如图所示。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为______。
(6)氧化亚铁晶体的晶胞如图所示。已知:氧化亚铁晶体的密度为ρg·cm-1,NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中,与Fe2+紧邻且等距离的Fe2+数目为_____;Fe2+与O2-的最短间距为_______ pm。
【答案】1s22s22p63s23p63d5或[Ar] 3d5 N>O>S sp2 分子晶体 正四面体形 10NA CN- 或C22- 3∶1 12
【解析】
根据原子或离子的核外电子排布规律分析解答;根据等电子体的概念分析解答;用“均摊法”确定晶胞中所含微粒的个数。
(1) Fe原子核外有26个电子,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,Fe原子失去4s能级2个电子和3d能级1个电子形成Fe3+,Fe3+电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar] 3d5;
故答案为1s22s22p63s23p63d5或[Ar] 3d5;
(2) 根据同周期同主族元素性质递变规律判断,由于同一周期由左向右元素原子的第一电离能呈递增趋势,但氮原子2p轨道为半充满状态,第一电离能比相邻的元素都大,得N>O;又由于同主族由上到下元素原子的第一电离能逐渐减小,得O>S ,所以N、O、S三种元素的第一电离能从大到小的顺序为N>O>S;苯环中的C形成3个σ键,无孤电子对,所以苯酚中碳原子的杂化轨道类型为sp2杂化;
故答案为:N>O>S,sp2杂化;
(3) FeCl3的熔点为306℃,沸点为315℃,熔沸点较低,所以 FeCl3的晶体类型是分子晶体; SO42-中S原子价层电子对=4+(6+2-4×2)=4,且不含孤电子对,所以其立体构型是正四面体,硫原子采取sp3杂化;
故答案为分子晶体,正四面体;
(4) 一个CO分子中含有一个σ键,Fe和CO形成配位键,配位键也是σ键,因此1molFe(CO)5分子中含有10molσ键;等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团。与CO互为等电子体的离子可能是CN-或C22-;
故答案为10 ,CN-或C22-;
(5) 氮化铁晶胞为六棱柱,顶点贡献率为,棱点贡献率为
,面点贡献率为
,观察晶胞知,12个铁位于顶点,2个铁位于面心,3个铁位于体内,两个氮原子位于体内,所以该晶胞中Fe原子个数为:12×
+2×
+3=6,N原子数为2,故该晶体中铁、氮的微粒个数之比为6∶2=3∶1;
故答案为3∶1;
(6)根据晶胞图可知,氧化亚铁晶胞类似氯化钠晶胞,棱上3个离子相切,晶胞参数等于相邻两个离子核间距的2倍;上、中、下三层各4个氧离子(共12个氧离子)与中心的氧离子紧邻且等距离,所以,有12个Fe2+与Fe2+紧邻且等距离;用“均摊法”,1个晶胞中含有Fe2+个数为:6×+8×
=4,含有O2-个数为:12×
+1=4,所以1个氧化亚铁晶胞中含4个FeO,设Fe2+与O2-的最短间距为apm,根据密度关系:
,可得到
。
故答案为12 ,。
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【题目】下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
选项 | 实验操作 | 现象 | 解释或结论 |
A | 过量的Fe粉中加入HNO3,充分反应后,滴入KSCN溶液 | 溶液呈红色 | 稀 |
B | CO2通入BaCl2溶液中 | 有白色沉淀出现 | 生成了BaCO3沉淀 |
C | Al箔插入稀 | 无现象 | Al箔表面被 |
D | 用玻璃棒蘸取浓硝酸点到蓝色石蕊试纸上 | 试纸先变红色后褪色 | 浓硝酸有酸性和氧化性 |
A.AB.BC.CD.D
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【题目】完成下列问题:
(1)10Be和9Be______________。
a.是同一种原子 b.具有相同的中子数
c.具有相同的化学性质 d.具有相同的核外电子排布
(2)有下列微粒或物质:
①O、
O、
O ②H2O、D2O ③石墨、金刚石 ④H2、D2、T2 ⑤H、D、T ⑥
K、
Ca、
Ar,回答下列问题:
a.互为同位素的是______________;
b.互为同素异形体的是______________;
c.由①和⑤中的微粒能结合成水,可得水分子的种数为__________种;可得相对分子质量不同的水分子种数为__________种,相对分子质量最大的是____________(写化学式)。
(3)H2
O的摩尔质量为____________,相同质量的
H2
O与
H2
O所含质子数之比为______,中子数之比为__________。
(4)电解相同质量的H2
O和
H2
O时产生的氢气在同温同压下体积之比为__________,质量之比为__________。
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【题目】分析下列氧化还原反应,指出氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物。
(1)CuO+COCu+CO2
氧化剂:__,还原剂:__,氧化产物:__,还原产物:__。
(2)2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
氧化剂:__,还原剂:__,氧化产物:__,还原产物:__。
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【题目】已知草酸为二元弱酸:H2C2O4HC2O4﹣+ H+ Ka1 ; HC2O4﹣
C2O42﹣+H+ Ka2,T℃常温下,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定量浓度的KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2O4﹣、C2O42﹣三种,微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示,则下列说法中不正确的是
A. T℃时,lgKa2=-4.2
B. pH=1.2溶液中:c(K+)+c(H+)=c(OH﹣)+c(H2C2O4)
C. pH=2.7溶液中:
D. 向pH=1.2的溶液中再加KOH溶液,将pH增大至4.2的过程中水的电离度一直增大
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【题目】有机物M是有机合成的重要中间体,制备M的一种合成路线如下(部分反应条件和试剂略去):
已知:①A的密度是相同条件下H2密度的38倍;其分子的核磁共振氢谱中有3组峰;
②(-NH2容易被氧化);
③R-CH2COOH
请回答下列问题:
(1)B的化学名称为______。A中官能团的电子式为______。
(2)CD的反应类型是______,I的结构简式为______。
(3)FG的化学方程式为______。
(4)M不可能发生的反应为______(填选项字母)。
a.加成反应 b.氧化反应 c.取代反应 d.消去反应
(5)请写出任意两种满足下列条件的E的同分异构体有______。
①能与FeCl3溶液发生显色反应 ②能与NaHCO3反应 ③含有-NH2
(6)参照上述合成路线,以为原料(无机试剂任选),设计制备
的合成路线:______。
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【题目】将16.8 g铁投入200 mL某浓度的稀硫酸中,铁和稀硫酸恰好完全反应。求:
(1)16.8 g铁的物质的量为__________
(2)所用稀硫酸中H2SO4的物质的量浓度为_________
(3)反应中生成的H2在标准状况下的体积为________
(4)向反应后的溶液中加水至500 mL,求此时硫酸亚铁的物质的量浓度为_________
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【题目】常温下,几种难溶金属氢氧化物分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液的pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.a点代表Fe(OH)3的饱和溶液
B.Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]
C.在pH=7的溶液中,Cu2+、Mg2+、Fe2+能大量共存
D.向各含0.1mol·L-1Cu2+、Mg2+、Fe2+混合溶液中,逐滴滴加稀NaOH溶液,Mg2+最先沉淀
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【题目】在温度不变、恒容的容器中进行反应2HIH2+I2(正反应为吸热反应),反应物的浓度由0.1 mol/L降到0.06 mol/L,需要20 s,那么由0.06 mol/L降到0.036 mol/L所需时间为( )
A.等于10 sB.等于12 sC.大于12 sD.小于12 s
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