Question

【题目】铁及其化合物有重要且广泛的应用

(1)基态Fe2+的价层电子排布图为_____________

(2)检验Fe3+可以用KSCN溶液，写出SCN-的一种等电子体分子_______。

(3)部分电离能数据如下表：

元素		Mn	Fe
电离能		717	759
		1 509	1 561
		3 248	2 957

根据表中数据可知，气态再失去一个电子比气态再失去一个电子难，其原因是___________________________。

(4)过渡金属原子可以与CO分子形成配合物，配合物价电子总数符合“18电子规则”。如Cr可以与CO形成分子：价电子总数的价电子数提供电子数．Fe原子也能与CO形成配合物，其化学式为________．

(5)已知Fe单质有如图所示的两种常见堆积方式：

其中属于体心立方密堆积的是______填“a”或“b”；若单质Fe按a方式紧密堆积，设原子半径为rpm，图中晶胞的棱长为_________

(6)FeS2晶体的晶胞如图（c）所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为___________g·cm3。

Answer 1

【答案】 CO2或N2O等合理答案 Mn2+3d能级为半充满结构，较稳定，不易失去电子。 Fe(CO)5 b pm

【解析】

（1）铁是26号元素，其原子核外有26个电子，Fe原子的3d、4s电子为其价电子，根据构造原理书写Fe核外价电子排布式；
（2）原子个数相等且价电子数相等的分子或离子为等电子体；

（3）Mn2+的价电子为3d5，3d轨道半充满，较稳定；Fe2+的价电子为3d6，不稳定；

（4）铁元素，价电子数为8，根据18电子规则，它可以结合5个CO形成配合物；

（5）由晶胞示意图可知，a为面心立方最密堆积，b为体心立方最密堆积，若单质Fe按a方式紧密堆积，Fe原子的半径为rpm，故晶胞棱长为pm；

（6）根据密度ρ=m/V进行计算。

（1）Fe是26号元素，其原子核外有26个电子，铁原子失去2个电子生成Fe2+，其3d轨道上6个电子为其外围电子，其价层电子排布图为，故答案为：。

（2）SCN-中含有3个原子，且其价电子数是16，与SCN-互为等电子体的一种分子为CO2、N2O、CS2、COS等，故答案为：CO2、N2O、CS2、COS等合理答案。

（3）Mn元素为25号元素，价电子的排布式为：3d54s2；Mn2+的价电子为3d5，3d轨道半充满，较稳定，由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多；Fe2+的价电子为3d6，不稳定，由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态，需要的能量相对要少，故答案为：Mn2+3d能级为半充满结构，较稳定，不易失去电子。

（4）铁元素，价电子数为8，每个配体提供的电子数是2，8+2n=18，n=5，它可以结合5个CO形成配合物，所以铁元素形成的配合物的化学式为Fe（CO）5，故答案为：Fe（CO）5。

（5）由晶胞示意图可知，a为面心立方最密堆积，b为体心立方最密堆积，若单质Fe按a方式紧密堆积，Fe原子的半径为rpm，故晶胞棱长为pm，故答案为：b；pm。

（6）根据晶胞结构可知含有铁原子的个数为12×1/4+1=4，硫原子个数为8×1/8+6×1/2=4，晶胞边长为anm、FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为ρ=m/V=g/cm3，故答案为： 。