Question

5．Fe的核电荷数为26，核外有4个电子层，其中能量最高的电子层上有2个电子．请回答下列问题：
（1）画出Fe的原子结构示意图，
（2）Fe原子既可失去2个电子显+2价，又可失去3个电子显+3价．写出Fe³⁺的结构示意图
Fe³⁺与Fe反应的离子方程式Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．
（3）Fe₃O₄中有+2、+3价铁，+2价铁有1个，与盐酸反应可产生两种盐，写出与盐酸反应的离子方程式Fe₃O₄+8H⁺=2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）Fe的核电荷数为26，核外有4个电子层，其中能量最高的电子层上有2个电子，则Fe原子的次外层含有14个电子，据此画出铁原子的原子结构示意图；
（2）铁原子失去3个电子生成铁离子，先失去最外层的2个电子，然后只能失去次外层的1个电子，据此画出铁离子的离子结构示意图；铁与铁离子反应生成亚铁离子；
（3）据其化合价写出两种氧化物的化学式，然后根据元素守恒确定其氧化物形式的形式，从而得出+2价铁离子的个数；根据氧化物形式写出四氧化三铁与盐酸反应的离子方程式．

解答 解：（1）Fe的核电荷数为26，核外有4个电子层，其中能量最高的电子层上有2个电子，最外层的4s层为最高能层，则次外层含有的电子数为：26-2-8-2=14，所以铁原子的原子结构示意图为：，
故答案为：；
（2）铁原子的原子结构示意图为，铁原子失去3个电子变成铁离子，则失去的电子应该为最外层的2个电子和次外层的1个电子，所以铁离子的离子结构示意图为：；铁离子具有氧化性，能够与铁离子反应生成亚铁离子，反应的离子方程式为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
故答案为：；Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（3）Fe在化合物里显+2价、+3价，根据化合价代数和为零的原则，Fe的两种氧化物形式为：FeO和Fe₂O₃，则Fe₃O₄的氧化物的表示形式可以写成FeO•Fe₂O₃，所以四氧化三铁中含有1个亚铁离子；
FeO与稀盐酸反应生成氯化亚铁和水，反应的化学方程式为：FeO+2H⁺═Fe²⁺+H₂O，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，反应的化学方程式是：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O；
将上述两个化学方程式综合在一起，故Fe₃O₄与盐酸发生反应的化学方程式为：Fe₃O₄+8H⁺=2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O；
故答案为：1；Fe₃O₄+8H⁺=2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O．

点评 本题考查了原子结构与元素性质的综合应用，题目难度中等，涉及原子结构示意图、离子结构示意图、离子方程式的书写，明确原子结构与元素性质的关系为解答关键，试题充分考查了学生的分析能力及灵活运用能力．