Question

20．過(guò)渡元素鐵可形成多種配合物，如：[Fe（CN）₆]^4-、Fe（SCN）₃等．
（1）Fe基態(tài)核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²或[Ar]3d⁶4s²．
（2）科學(xué)研究表明用TiO₂作光催化劑可將廢水中CN^-轉(zhuǎn)化為OCN^-、并最終氧化為N₂、CO₂．OCN^-中三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹＞O＞C．
（3）與OCN^-互為等電子體的一種分子為CO₂（填化學(xué)式）
（4）鐵元素還能與一些氨基酸形成配合物，羧基中碳原子的雜化類型是sp²；1mol乙酸中含有σ鍵的數(shù)目為7mol．
（5）鐵鋁合金的一種晶體屬于面心立方結(jié)構(gòu)，其晶胞可看成由8個(gè)小體心立方結(jié)構(gòu)堆砌而成．已知小立方體如圖所示．該合金的化學(xué)式為AlFe₃．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鐵的原子序數(shù)為26，結(jié)合能量最低原理書(shū)寫(xiě)基態(tài)原子的電子排布式；
（2）同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢(shì)，但第IIA族和第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；
（3）原子個(gè)數(shù)相等且價(jià)電子數(shù)相等的分子或離子為等電子體；
（4）羧基中碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為$\frac{6}{2}$=3，據(jù)此判斷碳原子雜化類型；根據(jù)乙酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH₃COOH可知，1mol乙酸中含有7mol共價(jià)鍵，據(jù)此判斷σ鍵的數(shù)目；
（5）依據(jù)正方體中，頂點(diǎn)上的原子被8個(gè)晶胞占有，體心上的原子被1個(gè)晶胞占有，鐵鋁合金晶胞結(jié)構(gòu)鋁原子的數(shù)目為4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$；鐵原子數(shù)目為1+4×$\frac{1}{8}$=$\frac{3}{2}$，所以鋁原子與鐵原子個(gè)數(shù)之比為1：3，據(jù)此確定化學(xué)式．

解答 解：（1）鐵的原子序數(shù)為26，根據(jù)能量最低原理其態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²或[Ar]3d⁶4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²或[Ar]3d⁶4s²；
（2）同周期第一電離能自左而右具有增大趨勢(shì)，所以第一電離能O＞C．由于氮元素原子2p能級(jí)有3個(gè)電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能大于相鄰元素，所以C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序是N＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（3）OCN^-含有3個(gè)原子，價(jià)電子總數(shù)為6+4+5+1=16，故其等電子體為CO₂等，
故答案為：CO₂；
（4）羧基中碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為$\frac{6}{2}$=3，所以碳原子雜化類型為sp²雜化，根據(jù)乙酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH₃COOH可知，1mol乙酸中含有7mol共價(jià)鍵，每個(gè)共價(jià)鍵中都含有1個(gè)σ鍵，所以1mol乙酸中含有σ鍵的數(shù)目為7mol，
故答案為：sp²；7mol；
（5）依據(jù)鐵鋁合金晶胞結(jié)構(gòu)鋁原子的數(shù)目為4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$；鐵原子數(shù)目為1+4×$\frac{1}{8}$=$\frac{3}{2}$，所以鋁原子與鐵原子個(gè)數(shù)之比為1：3，該鐵鋁合金的化學(xué)式為：AlFe₃，
故答案為：AlFe₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及電子排布式、電負(fù)性、σ鍵數(shù)以及晶體結(jié)構(gòu)分析等知識(shí)，題目難度中等，注意同一周期中第一電離能的變化趨勢(shì)及異�，F(xiàn)象，為易錯(cuò)點(diǎn)．