Question

【題目】鐵被稱為“第一金屬”，鐵及其化合物在生產、生活中有廣泛用途。

(1)鐵原子核外電子發生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用___________攝取鐵元素的原子光譜。

(2)FeCl3的熔點為306℃，沸點為315℃。由此可知FeCl3屬于______晶體。FeSO4常作凈水劑和補鐵劑，SO42-的立體構型是____________。

(3) 鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]是檢驗Fe2+的重要試劑。

①基態N原子的軌道表示式為___________。

②寫出一種與鐵氰化鉀中配體互為等電子體的極性分子的化學式_______。

③鐵氰化鉀中，所涉及的元素的第一電離能由大到小的順序為____________。

④鐵氰化鉀中，不存在___________(填字母標號)。

A.離子鍵 B. σ鍵 C. π鍵 D.氫鍵 E.金屬鍵

(4)有機金屬配位化合物二茂鐵[(C5H5)2Fe]是汽油中的抗震劑。分子中的大 π鍵可用符號πmn表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數， n代表參與形成大π鍵的電子數(如苯分子中的大π鍵可表示為π66)，則中的大π鍵應表示為________，其中碳原子的雜化方式為________。

(5)羰基鐵[Fe(CO)5]可用作催化劑、汽油抗爆劑等。1mol [Fe(CO)5]分子中含_____molσ鍵。

(6)某種磁性氮化鐵的結構如圖所示，N隨機排列在Fe構成的正四 面體空隙中。其中鐵原子周圍最近的鐵原子個數為_____；六棱柱底邊長為acm，高為c cm，阿伏加德羅常數的值為NA，則該磁性氮化鐵的晶體密度為_________g/cm3(列出計算式)。

Answer 1

【答案】光譜儀 分子 正四面體形 CO N＞C＞Fe＞K DE π sp2 10 12

【解析】

(1) 不同元素的原子發生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發射光譜，所以可以用光譜儀攝取鐵元素的原子光譜；

(2)FeCl3的熔點為306℃，沸點為315℃，均相對較低，由此可知FeCl3屬于分子晶體；SO42-的中心原子S有4對σ鍵電子對，其中心原子上的孤對電子對數為：(6-2×4+2)/2=0，所以SO42-的立體構型是正四面體形；

(3) 基態N原子的軌道表示式為：；

②等電子體是指價電子數和原子數相同的分子、離子或原子團，鐵氰化鉀中配體(CN-)價電子數為10，則與其互為等電子體的極性分子的化學式有：CO、NO＋等；

③每周期的第一種元素的第一電離能最小，最后一種元素的電離能最大，同族元素從上到下第一電離能變小，所以鐵氰化鉀中，所涉及的元素(Fe、C、N、K)的第一電離能由大到小的順序為：N＞C＞Fe＞K；

④K3[Fe(CN)6]中，配合物中存在的化學鍵是由配離子與鉀離子的離子鍵，碳氮之間的極性共價鍵，鐵離子和CN-之間的配位鍵，配合物分子間不存在氫鍵，金屬鍵只存在金屬單質中，所以該配合物中沒有金屬鍵，故K3[Fe(CN)6]中不存在氫鍵、金屬鍵；答案選DE。

(4)根據類比推理可知，中含有的大π鍵應表示為π；其中碳原子的價層電子對數為3，無孤對電子，所以其雜化方式為sp2雜化；

(5) 1個CO分子中有1個σ鍵，1個CO分子與Fe形成1個配位鍵，配位鍵也是σ鍵，所以1mo1Fe(CO)5含10 mol σ鍵；

(6) 氮化鐵晶胞中，觀察可知，面心碳原子與結構單元中6個頂點Fe原子相鄰，且與內部3個Fe原子也相鄰，密置層為ABAB…方式排列，其中鐵原子最近的鐵原子的個數為12；六棱柱底邊長為a cm，高為c cm，阿伏加德羅常數的值為NA，則該磁性氮化鐵的晶體密度為：。