Question

【題目】鋁、鐵在生活、生產中有著廣泛的用途，請回答下列問題。

(1)Fe2+的M層電子排布式____________。元素Fe與Mn的第三電離能分別為I3(Fe)、I3(Mn)，則I3(Fe)______I3(Mn)(填“>”、“<")。

(2)第四周期中，與Al原子未成對電子數相同的金屬元素有_______種。氣態氯化鋁的分子組成為(AlCl3)2，其中Al、Cl均達8e-穩定結構，Al原子的雜化方式為_________。根據等電子原理，AlO2－的空間構型為____________。科學實驗證明：通常狀態下并不存在NaAlO2 ， Al(OH)3溶于強堿溶液形成的陰離子，實際是因為Al(OH)3分子中鋁原子最外層電子數未達到飽和 ，能與OH－離子形成配位鍵，Al(OH)3與堿反應時只能中和1molOH－,表現為一元酸，寫出Al(OH)3表現酸性的電離的方程式______________；

(3)Fe(CO)5的熔點為-20℃，沸點為103℃，易溶于乙醚，在Fe(CO)5中鐵的化合價為_______，在Fe(CO)5中σ鍵和π鍵的數目之比為______。　

(4)配位化合物K3[Fe(CN)n]遇亞鐵離子會產生藍色沉淀，因此可用于檢驗亞鐵離子，已知鐵原子的最外層電子數和配體提供電子數之和為14，求n=_____。產生的藍色沉淀的化學式____________。

Answer 1

【答案】3s23p63d6 < 4 sp3 直線形 Al(OH)3 + H2O [Al(OH)4]－+ H+ 0 1:1 6 Fe3 [Fe(CN)6]2

【解析】

（1）Fe的原子序數為26，基態Fe2+的電子為24；由Mn2+轉化為Mn3+時，3d能級由較穩定的3d5半充滿狀態轉為不穩定的3d4狀態，而Fe2+到Fe3+時，3d能級由不穩定的3d6到穩定的3d5半充滿狀態；

（2）Al原子未成對電子數為1；（AlCl3）2分子中鋁離子與4個配位的氯離子成鍵，其中3個為共價鍵，一個為配位鍵；；AlO2－與CO2的原子個數都為3,價電子數都為16，互為等電子體；氫氧化鋁發生酸式電離時，與水電離出的氫氧根形成配位鍵電離出[Al(OH)4]－，使溶液呈酸性；

（3）Fe（CO）5中鐵元素的化合價為0價；Fe(CO)5中CO與鐵原子之間有5個σ鍵，每個CO分子中有1個σ鍵和2個π鍵；

（4）在配位化合物K3[Fe（CN）n]中每個配體可以提供一對電子，而鐵原子最外層有2個電子，據鐵原子的最外層電子數和配體提供電子數之和為14，可得2+2n=14。

（1）Fe的原子序數為26，基態Fe2+的電子為24，其電子排布式為1s22s22p63s23p63d6；由Mn2+轉化為Mn3+時，3d能級由較穩定的3d5半充滿狀態轉為不穩定的3d4狀態需要的能量較多；而Fe2+到Fe3+時，3d能級由不穩定的3d6到穩定的3d5半充滿狀態，需要的能量相對要少，故答案為：3s23p63d6；<；

（2）Al原子未成對電子數為1，第四周期各金屬元素中，未成對電子數也為1的有K，Sc，Cu，Ga，共有4種；氣態氯化鋁組成為二聚體（AlCl3）2，其中Al、Cl均達8e-穩定結構，說明分子中鋁離子與4個配位的氯離子成鍵，其中3個為共價鍵，一個為配位鍵，Al原子的雜化方式為sp3雜化；AlO2－與CO2的原子個數都為3,價電子數都為16，互為等電子體，CO2的空間構型為直線形，則AlO2－的空間構型為直線形；由Al(OH)3分子中鋁原子最外層電子數未達到飽和 ，能與OH－離子形成配位鍵，Al(OH)3與堿反應時只能中和1molOH－，表現為一元酸可知，氫氧化鋁發生酸式電離時，與水電離出的氫氧根形成配位鍵電離出[Al(OH)4]－，使溶液呈酸性，電離方程式為Al(OH)3 + H2O [Al(OH)4]－+ H+，故答案為：4；sp3雜化；直線形；Al(OH)3 + H2O [Al(OH)4]－+ H+；

（3）Fe（CO）5中鐵元素的化合價為0價；Fe(CO)5中CO與鐵原子之間有5個σ鍵，每個CO分子中有1個σ鍵和2個π鍵，Fe(CO)5中σ鍵為10，,π鍵為10，σ鍵和π鍵的數目之比為1:1，故答案為：0；1:1；

（4）在配位化合物K3[Fe（CN）n]中每個配體可以提供一對電子，而鐵原子最外層有2個電子，據鐵原子的最外層電子數和配體提供電子數之和為14，可得2+2n=14，所以n=6；K3[Fe（CN）6]與亞鐵離子反應生成Fe3 [Fe(CN)6]2藍色沉淀，故答案為：6；Fe3[Fe(CN)6]2。