Question

【題目】鐵能形成多種化合物，如Fe（SCN）3，[Fe（CO）5]（羰基鐵），它們在生活生產中有廣泛應用。

（1）Fe3+基態核外電子排布式為_____。

（2）實驗室用KSCN溶液、苯酚溶液檢驗Fe3+．N、O、S的第一電離能由大到小的順序為____　。SCN﹣中的碳原子的雜化軌道類型為_____。與SCN﹣互為等電子體的分子是_____。

（3）羰基鐵[Fe（CO）5]可用作催化劑。1mol[Fe（CO）5]分子中含σ鍵數目為_____。

（4）某種氮化鐵晶胞的晶體如圖所示，該氮化鐵晶體的化學式為_____。

Answer 1

【答案】 N>O>S sp CO2(COS等) 10NA或6.02×1024 Fe3N

【解析】

（1）Fe位于第4周期第ⅤⅢ族，其價電子排布式為3d64s2，失去3個電子形成Fe3+，從4s開始失去電子；（2）同一周期元素的第一電離能隨著原子序數的增大呈增大趨勢，氮元素2p能級處于半滿穩定狀態，能量低，同一主族元素的第一電離能隨著原子序數的增大而減小，SCN﹣為直線形結構，等電子體是指原子總數相同、價電子總數也相同的微粒；

（3）羰基配合物中，中心Fe與配體CO之間形成配位鍵，CO分子中，C與O之間含有一個配位鍵；（4）根據均攤法計算氮化鐵晶體的化學式。

（1）Fe位于第4周期第ⅤⅢ族，其價電子排布式為3d64s2，失去3個電子形成Fe3+，從4s開始失去電子，所以Fe3+基態核外電子排布式為：[Ar]3d5，故答案為：[Ar]3d5；

（2）同一周期元素的第一電離能隨著原子序數的增大呈增大趨勢，氮元素2p能級處于半滿穩定狀態，能量低，同一主族元素的第一電離能隨著原子序數的增大而減小，所以N、O、S的第一電離能由大到小的順序為：N＞O＞S，SCN﹣為直線形結構，則其中C為sp雜化，

等電子體是指原子總數相同，價電子總數也相同的微粒，所以與SCN﹣互為等電子體的分子是：CO2（COS等），故答案為：N＞O＞S；sp；CO2（COS等）；

（3）羰基配合物中，中心Fe與配體CO之間形成配位鍵，CO分子中，C與O之間含有一個配位鍵，所以1mol[Fe(CO)5]分子中含σ鍵數目為10 NA，故答案為：10NA或6.02×1024；

（4）氮化鐵晶體為六棱柱：頂點貢獻率為，面點貢獻率為，依據晶胞結構可知，12個鐵原子位于頂點，2個鐵原子位于面心，3個鐵原子位于體內，2個氮原子位于體內，1個晶胞含有鐵微粒數為：12×+2×+3＝6、含氮原子數為2，所以該晶體中鐵、氮的微粒個數之比為：6：2＝3：1，所以化學勢為Fe3N，故答案為：Fe3N。