(2014•武汉模拟)铁及铁的化合物在生产、生活中有广泛应用.请回答下列问题:

(2014•武汉模拟)铁及铁的化合物在生产、生活中有广泛应用.请回答下列问题:
(1)基态Fe2+的最外层电子排布式为______.
(2)工业上常利用Fe2+与CN-形成稳定Fe(CN)64-(六氰合亚铁离子)的特点来处理含CN-的工业废水.在CN-中C原子的杂化方式为______,并写出CN-的电子式______.
(3)三氯化铁易溶于水,也易溶于乙醚等有机溶剂.其在300℃以上易升华,在400℃时它的蒸气中有以配位键结合的双聚分子存在,其结构如图1所示.请判断三氯化铁的晶体类型为______,并将其结构式中配位键标出,绘制在答题卡中.
(4)应用于合成氨反应的催化剂(铁)的表面上存在氮原子,如图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子,灰色球代表铁原子).则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为______.
(5)当温度低于912℃时,铁以体心立方的α-Fe晶型存在;当温度介于912℃~1394℃之间时,铁以面心立方的γ-Fe晶型存在.已知α-Fe的密度为7.86g/cm3,则γ-Fe的密度为______g/cm3,铁的原子半径为
3
4
×
3
2×56
7.86NA
3
4
×
3
2×56
7.86NA
cm.(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数的值用NA表示).
未央天使 1年前 已收到1个回答 举报

mjjackey 花朵

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解题思路:(1)Fe是26号元素,根据原子核外电子排布规律可知,Fe2+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,所以Fe2+的最外层电子排布式为3s23p63d6,据此答题;
(2)因为CN-与N2互为等电子体,据此可推知其电子式为:,并可判断碳原子的杂化方式;
(3)根据三氯化铁的性质可以判断其晶体类型,根据其结构式及氯原子满足八电子稳定结构,可画出配位键的位置;
(4)根据氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图可以看出,每个铁原子周围有2个氮原子,而每个氮原子周围有4个铁原子,据此答题;
(5)根据两种晶胞的空间利用率可以算出两种晶体的密度关系,根据密度=[质量/体积],计算晶胞体积及连长,根据晶胞的边长和铁原子半径的关系计算铁原子半径.

(1)Fe是26号元素,根据原子核外电子排布规律可知,Fe2+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,所以Fe2+的最外层电子排布式为3s23p63d6
故答案为3s23p63d6
(2)因为CN-与N2互为等电子体,据此可推知其电子式为:,并可判断碳原子的杂化方式为sp杂化;
(3)因为三氯化铁在300℃以上易升华,由此可以判断其晶体类型为分子晶体,根据其结构式及氯原子满足八电子稳定结构,可画出配位键的位置如图所示:,故答案为:分子晶体;
(4)根据氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图可以看出,每个铁原子周围有2个氮原子,而每个氮原子周围有4个铁原子,所以对于某个氮原子来讲,属于这个氮原子的铁原子数为4×[1/2]=2,所以氮原子与铁原子的个数比为1:2,故答案为1:2;
(5)因为体心立方结构的空间利用率为74%,而面心立方结构的空间利用率为68%,所以γ-Fe与α-Fe的密度之比为:74%:68%,所以γ-Fe的密度为:[74%/68%]×7.86=8.55,在α-Fe的晶胞中因为是体心立方结构,所以含有铁原子数为1+8×[1/8]=2,根据密度=[质量/体积],设晶胞连长为a,则有

2×56
NA
a3=7.86,所以a=
3
2×56
7.86NA
,在体心立方结构中,立方体的体对角线的长度应等于铁原子半径的4倍,而体对角线的长度=
3a,所以铁原子的半径为:

3

3
2×56
7.86NA
故答案为:8.55;

点评:
本题考点: 晶胞的计算;原子核外电子排布;原子轨道杂化方式及杂化类型判断.

考点点评: 本题主要考查核外电子排布、等电子体、配位键、晶胞密度的计算等知识点,有一定的综合性,中等难度,解题时要熟记金属晶体的晶胞结构.

1年前

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