Question

【题目】铁及其化合物在生产生活及科学研究方面应用非常广泛。回答下列问题：

（1）Fe原子的核外电子排布式为_________。

（2）含锰奥氏体钢是一种特殊的铁合金，主要由Fe和Mn组成，其中锰能增加钢铁的强度和硬度，提高耐冲击性能和耐磨性能。第三电离能I3(Fe)____I3(Mn)（填“大于”或“小于”），原因___。

（3）工业电解熔融的FeO、Fe2O3冶炼高纯铁。FeO与Fe2O3相比，_____熔点高，其主要原因是_______。

（4）FeCl3可与KSCN溶液发生显色反应。SCN-的三种元素中电负性最大的是_______。

（5）液态环戊二烯中存在的微粒间相互作用有____

A 范德华力 B 氢键 C 键 D π键

环戊二烯分子中碳原子的杂化轨道类型是_____

配合物中配体提供电子对的方式包括孤对电子、π电子等。二茂铁的分子结构如图所示，其中铁的配位数是____。

（6）Fe(CO)3与NH3在一定条件下可合成一种具有磁性的氮化铁。该磁性氮化铁的晶胞结构如图所示。六棱柱底边边长为acm，高为ccm，阿伏加德罗常数的值为NA，该磁性氮化铁的密度为____（列出计算式）g·cm-3。

Answer 1

【答案】[ Ar]3d64s2 (或) 1s22s22p63s23p63d64s2 小于 Mn2+的3d能级为半充满的相对稳定结构，较难失电子 Fe2O3 FeO与Fe2O3都是离子晶体，Fe3+的半径小且电荷大，Fe2O3晶格能大 N ACD sp2、sp3 6

【解析】

(1)Fe为第26号元素，其原子核外有26个电子，根据构造原理书写该原子核外电子排布式；

(2)根据Fe2+的电子排布为[Ar]3d6，Mn2+的电子排布为[Ar]3d5，结合稳定结构分析判断；

(3)离子晶体晶格能越大，其熔沸点越高，晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比；

(4)同周期从左到右，电负性逐渐增强，同主族从上到下，电负性逐渐减弱；

(5)环戊二烯的结构简式为，据此判断液态环戊二烯中存在的作用力；环戊二烯分子中存在两种碳原子，一种碳原子形成4个σ键，一种形成3个σ键，都没有孤电子对；根据二茂铁的分子结构，铁与4个π电子形成4个配位键，与2个孤对电子形成2个配位键，据此分析解答；

(6)Fe原子位于结构单元的内部、顶点、面心，N原子位于内部，根据均摊法计算该晶胞中Fe原子和N原子个数，计算出晶胞的质量和体积，最后计算晶胞的密度。

：(1)Fe为第26号元素，根据电子排布规律，可知Fe的电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，故答案为：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；

(2)Fe的电子排布为[Ar]3d64s2，Mn的电子排布为[Ar]3d54s2，则Fe2+的电子排布为[Ar]3d6，Mn2+的电子排布为[Ar]3d5，Mn2+的3d能级为半充满的相对稳定结构，较难失电子，故第三电离能I3(Fe)＜I3(Mn)，故答案为：小于；Mn2+的3d能级为半充满的相对稳定结构，较难失电子；

(3)离子晶体晶格能越大，其熔沸点越高，晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比，二者都是离子化合物，Fe3+的半径小且电荷多，Fe3+与O2-之间的离子键晶格能更大，故Fe2O3的熔点高于FeO的熔点，故答案为： Fe2O3；Fe2O3都是离子化合物，Fe3+的半径小且电荷多，Fe3+与O2-之间的晶格能更大；

(4)同周期从左到右，电负性逐渐增强，同主族从上到下，电负性逐渐减弱，而周期内变化比同族内变化要小得多，根据S、C、N三种元素位置关系可知，N元素电负性最大，故答案为：氮或N；

(5)环戊二烯的结构简式为，液态环戊二烯中存在极性键C-H和非极性键C-C、C=C，单键为σ键，双键中还含有π键，分子间存在范德华力；环戊二烯分子中存在两种碳原子，一种碳原子形成4个σ键，一种形成3个σ键，都没有孤电子对，分别采用sp3杂化和sp2杂化；配合物中配体提供电子对的方式包括孤对电子、π电子等，根据二茂铁的分子结构，铁与4个π电子形成4个配位键，与2个孤对电子形成2个配位键，铁的配位数为6，故答案为：ACD；sp2、sp3；6；

(6)Fe原子位于结构单元的内部、顶点、面心，该晶胞中Fe原子个数=12×+3+2×=6，N原子个数为2，化学式为Fe3N，六棱柱底面积=a×a×sin60°×3cm2=a2×3cm2，晶胞体积=a2×3×ccm3，氮化铁密度===g/cm3，故答案为：。