Question

5．鐵是地球表面最豐富的金屬之一，能形成多種配合物．
（1）Fe³⁺可以與SCN^-、CN^-、有機(jī)分子等形成很多的配合物．
①寫(xiě)出基態(tài)Fe³⁺的核外電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵．
②寫(xiě)出一種與SCN^-互為等電子體，且為非極性分子的化學(xué)式CO₂．
（2）實(shí)驗(yàn)室在堿性條件下用氯化亞鐵和環(huán)戊二烯（）合成二茂鐵．環(huán)戊二烯中碳原子的雜化方式為sp²、sp³；1mol環(huán)戊二烯中含有的σ鍵數(shù)目為11N_A．
（3）普魯士藍(lán)俗稱(chēng)鐵藍(lán)，結(jié)構(gòu)如圖1所示（K⁺未畫(huà)出），平均每?jī)蓚�(gè)立方體中含有一個(gè)K⁺離子．已知：普魯士藍(lán)中鐵元素的化合價(jià)有+2和+3兩種，其中Fe³⁺與Fe²⁺的個(gè)數(shù)比為：1：1．

（4）在一定條件下鐵形成的晶體的基本結(jié)構(gòu)單元如圖2和圖3所示，則圖2和圖3的結(jié)構(gòu)中鐵原子的配位數(shù)分別為8、12．

Answer 1

分析 （1）①Fe元素原子失去4s能級(jí)2個(gè)電子及3d能級(jí)1個(gè)電子形成Fe³⁺；
②原子個(gè)數(shù)相等且價(jià)電子數(shù)相等的分子或離子為等電子體；
（2）環(huán)戊二烯分子中碳碳雙鍵兩端的碳原子σ鍵個(gè)數(shù)是3，碳碳單鍵之間的C原子σ個(gè)數(shù)是4；共價(jià)化合物中單鍵為σ，雙鍵中一個(gè)是σ鍵、一個(gè)是π鍵；
（3）利用均攤法確定離子個(gè)數(shù)之比；
（4）根據(jù)均攤法分別計(jì)算兩種晶體的配位數(shù)．

解答 解：（1）①Fe原子核外電子排布為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，F(xiàn)e原子失去4s能級(jí)2個(gè)電子及3d能級(jí)1個(gè)電子形成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺的核外電子排布為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵或[Ar]3d⁵；
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵； 
②SCN^-中含有3個(gè)原子，且其價(jià)電子數(shù)是16，與SCN^-互為等電子體的一種分子為CO₂；
故答案為：CO₂；
（2）環(huán)戊二烯分子中碳碳雙鍵兩端的碳原子σ鍵個(gè)數(shù)是3，碳碳單鍵之間的C原子σ個(gè)數(shù)是4，所以環(huán)戊二烯中C原子采用sp²、sp³雜化；環(huán)戊二烯中含3個(gè)C-C和2個(gè)C=C、6個(gè)C-H鍵，則1mol環(huán)戊二烯中含有σ鍵的數(shù)目為11N_A；
故答案為：sp²、sp³；11N_A；
（3）每隔一個(gè)立方體中心有一個(gè)鉀離子，所以一個(gè)晶胞中鉀離子個(gè)數(shù)=1÷2=0.5，該立方體中鐵原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1，CN-位于每條棱中點(diǎn)，該立方體中含有CN^-個(gè)數(shù)=12×$\frac{1}{4}$=3，所以平均化學(xué)式是K _0.5 Fe（CN）₃，F(xiàn)e平均化合價(jià)2.5，所以亞鐵離子與鐵離子之比是1：1，
故答案為：1：1；
（4）圖2中Fe位于體心和頂點(diǎn)，鐵的配位數(shù)為8，圖3中Fe位于頂點(diǎn)和面心，距離最近的為頂點(diǎn)和面心的鐵原子，有12個(gè)，所以配位數(shù)為12；
故答案為：8、12．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及核外電子的排布、等電子體、雜化方式判斷、有關(guān)晶胞計(jì)算，把握電子排布式、雜化類(lèi)型、晶體的類(lèi)型是解題關(guān)鍵，題目難度較大．