Question

5．鐵是地球表面最豐富的金屬之一，能形成多種配合物．
（1）Fe³⁺可以與SCN^-、CN^-、有機分子等形成很多的配合物．
①寫出基態(tài)Fe³⁺的核外電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵．
②寫出一種與SCN^-互為等電子體，且為非極性分子的化學式CO₂．
（2）實驗室在堿性條件下用氯化亞鐵和環(huán)戊二烯（）合成二茂鐵．環(huán)戊二烯中碳原子的雜化方式為sp²、sp³；1mol環(huán)戊二烯中含有的σ鍵數目為11N_A．
（3）普魯士藍俗稱鐵藍，結構如圖1所示（K⁺未畫出），平均每兩個立方體中含有一個K⁺離子．已知：普魯士藍中鐵元素的化合價有+2和+3兩種，其中Fe³⁺與Fe²⁺的個數比為：1：1．

（4）在一定條件下鐵形成的晶體的基本結構單元如圖2和圖3所示，則圖2和圖3的結構中鐵原子的配位數分別為8、12．

Answer 1

分析 （1）①Fe元素原子失去4s能級2個電子及3d能級1個電子形成Fe³⁺；
②原子個數相等且價電子數相等的分子或離子為等電子體；
（2）環(huán)戊二烯分子中碳碳雙鍵兩端的碳原子σ鍵個數是3，碳碳單鍵之間的C原子σ個數是4；共價化合物中單鍵為σ，雙鍵中一個是σ鍵、一個是π鍵；
（3）利用均攤法確定離子個數之比；
（4）根據均攤法分別計算兩種晶體的配位數．

解答 解：（1）①Fe原子核外電子排布為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，F(xiàn)e原子失去4s能級2個電子及3d能級1個電子形成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺的核外電子排布為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵或[Ar]3d⁵；
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵； 
②SCN^-中含有3個原子，且其價電子數是16，與SCN^-互為等電子體的一種分子為CO₂；
故答案為：CO₂；
（2）環(huán)戊二烯分子中碳碳雙鍵兩端的碳原子σ鍵個數是3，碳碳單鍵之間的C原子σ個數是4，所以環(huán)戊二烯中C原子采用sp²、sp³雜化；環(huán)戊二烯中含3個C-C和2個C=C、6個C-H鍵，則1mol環(huán)戊二烯中含有σ鍵的數目為11N_A；
故答案為：sp²、sp³；11N_A；
（3）每隔一個立方體中心有一個鉀離子，所以一個晶胞中鉀離子個數=1÷2=0.5，該立方體中鐵原子個數=8×$\frac{1}{8}$=1，CN-位于每條棱中點，該立方體中含有CN^-個數=12×$\frac{1}{4}$=3，所以平均化學式是K _0.5 Fe（CN）₃，F(xiàn)e平均化合價2.5，所以亞鐵離子與鐵離子之比是1：1，
故答案為：1：1；
（4）圖2中Fe位于體心和頂點，鐵的配位數為8，圖3中Fe位于頂點和面心，距離最近的為頂點和面心的鐵原子，有12個，所以配位數為12；
故答案為：8、12．

點評 本題考查較為綜合，涉及核外電子的排布、等電子體、雜化方式判斷、有關晶胞計算，把握電子排布式、雜化類型、晶體的類型是解題關鍵，題目難度較大．