Question

18．铁及其化合物在生产生活及科学研究方面应用非常广泛．
（1）Fe²⁺基态核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶．
（2）Fe（CO）₅与NH₃在一定条件下可合成一种具有磁性的氮化铁．
①NH₃分子中氮原子杂化轨道类型为sp³；1mol Fe（CO）₅分子中含有σ键的数目为10mol．
②该磁性氮化铁晶胞结构如图所示，该化合物的化学式为Fe₃N．
（3）FeCl₃可与KSCN、苯酚溶液发生显色反应．
①SCN^-与N₂O互为等电子体，则SCN^-的电子式为．
②写出FeCl₃与苯酚反应生成[Fe（OC₆H₅）₆]^3-的化学方程式为FeCl₃+6C₆H₅OH→H₃[Fe（OC₆H₅）₆]+3HCl．

Answer 1

分析 （1）铁是26号元素，其原子核外有26个电子，铁原子失去2个电子变成Fe²⁺，根据构造原理书写Fe²⁺核外电子排布式；
（2）①根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型和原子的杂化方式；Fe（CO）₅分子中含5个配位键，配体CO内含有1个碳氧三键；
②观察晶胞，确定各原子数目和所在位置，利用均摊法计算该化合物化学式；
（3）①氧与硫的最外层电子数相同，根据题目信息，确定SCN^-中各原子的连接顺序以及成键方式，再结合离子电子式的方法得出答案；
②FeCl₃与苯酚反应生成[Fe（OC₆H₅）₆]^3-和氯化氢；

解答 解：（1）铁是26号元素，其原子核外有26个电子，铁原子失去最外层2个电子变成Fe²⁺，根据构造原理知，其基态离子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶ 或[Ar]3d⁶ ，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶ 或[Ar]3d⁶ ；
（2）①氮原子含有3个共价键和一个孤电子对，N原子轨道的杂化类型是sp³，Fe（CO）₅分子中含5个配位键，配体CO内含有1个碳氧三键，所以1molFe（CO）₅分子中含有的σ键的数目10 mol，故答案为：sp³；10 mol；
②N原子位于体内，数目为2；
Fe原子位于顶点、面心和体内，数目为12×$\frac{1}{6}$+2×$\frac{1}{2}$+3=6；
即化学式可写为：Fe₃N，故答案为：Fe₃N；
（3）①因氧与硫的最外层电子数相同，根据题目信息，确定SCN^-中各原子的连接顺序为S-C-N，S与C形成一对共用电子对，C与N形成三对共用电子对，SCN^-得到的一个电子给了S，故SCN^-的电子式，故答案为：；
②FeCl₃与苯酚反应生成[Fe（OC₆H₅）₆]^3-和氯化氢，所以方程式为FeCl₃+6C₆H₅OH→H₃[Fe（OC₆H₅）₆]+3HCl，
故答案为：FeCl₃+6C₆H₅OH→H₃[Fe（OC₆H₅）₆]+3HCl．

点评 本题考查较综合，涉及电子排布式的书写、杂化方式的判断、晶胞的计算等知识点，难点是配位数的计算，同时考查学生空间想象能力，难度较大．