Question

【題目】鐵及其化合物有重要且廣泛的應(yīng)用

(1)基態(tài)Fe2+的價層電子排布圖為_____________

(2)檢驗Fe3+可以用KSCN溶液，寫出SCN-的一種等電子體分子_______。

(3)部分電離能數(shù)據(jù)如下表：

元素		Mn	Fe
電離能		717	759
		1 509	1 561
		3 248	2 957

根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，氣態(tài)Mn2+再失去一個電子比氣態(tài)Fe2+再失去一個電子難，其原因是___________________________。

(4)已知Fe單質(zhì)有如圖所示的兩種常見堆積方式：

其中屬于體心立方密堆積的是______填“a”或“b”；若單質(zhì)Fe按a方式緊密堆積，設(shè)原子半徑為rpm，圖中晶胞的棱長為_________

(5)FeS2晶體的晶胞如圖（c）所示。晶胞邊長為a nm、FeS2相對式量為M，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，其晶體密度的計算表達式為___________g·cm3。

Answer 1

【答案】 CO2或N2O等合理答案 Mn2+3d能級為半充滿結(jié)構(gòu)，較穩(wěn)定，不易失去電子 b

【解析】

（1）鐵是26號元素，其原子核外有26個電子，Fe原子的3d、4s電子為其價電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫Fe核外價電子排布式；
（2）原子個數(shù)相等且價電子數(shù)相等的分子或離子為等電子體；

（3）Mn2+的價電子為3d5，3d軌道半充滿，較穩(wěn)定；Fe2+的價電子為3d6，不穩(wěn)定；

（4）由晶胞示意圖可知，a為面心立方最密堆積，b為體心立方最密堆積，若單質(zhì)Fe按a方式緊密堆積，Fe原子的半徑為rpm，故晶胞棱長為pm；

（5）根據(jù)密度ρ=m/V進行計算。

（1）Fe是26號元素，其原子核外有26個電子，鐵原子失去2個電子生成Fe2+，其3d軌道上6個電子為其外圍電子，其價層電子排布圖為，故答案為：；

（2）SCN-中含有3個原子，且其價電子數(shù)是16，與SCN-互為等電子體的一種分子為CO2、N2O、CS2、COS等，故答案為：CO2、N2O、CS2、COS等合理答案；

（3）Mn元素為25號元素，價電子的排布式為：3d54s2；Mn2+的價電子為3d5，3d軌道半充滿，較穩(wěn)定，由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)為不穩(wěn)定的3d4狀態(tài)需要的能量較多；Fe2+的價電子為3d6，不穩(wěn)定，由不穩(wěn)定的3d6到穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)，需要的能量相對要少，故答案為：Mn2+3d能級為半充滿結(jié)構(gòu)，較穩(wěn)定，不易失去電子；

（4）由晶胞示意圖可知，a為面心立方最密堆積，b為體心立方最密堆積，若單質(zhì)Fe按a方式緊密堆積，Fe原子的半徑為rpm，故晶胞棱長為pm，故答案為：b；pm；

（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知含有鐵原子的個數(shù)為12×1/4+1=4，硫原子個數(shù)為8×1/8+6×1/2=4，晶胞邊長為anm、FeS2相對式量為M，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，其晶體密度的計算表達式為ρ=m/V=g/cm3，故答案為： 。