Question

5．過渡元素鐵可形成多種配合物，如：[Fe（CN）₆]^4-、Fe（SCN）₃等．
（1）基態鐵原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4S²或[Ar]3d⁶4s²．
（2）科學研究表明用TiO₂作光催化劑可將廢水中CN^-轉化為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為N＞O＞C．
（3）與CN^-互為等電子體的一種分子為CO或N₂（填化學式）；1molFe（CN）₆^3-中含有σ鍵的數目為12×6.02×10²³個或12N_A．
（4）鐵的另一種配合物Fe（CO）₅熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于CCl₄，據此可以判斷Fe（CO）₅晶體屬于分子晶體（填晶體類型）．
（5）鐵鋁合金的一種晶體屬于面心立方結構，其晶胞可看成由8個小體心立方結構堆砌而成．已知小立方體如圖所示，該合金的化學式為AlFe₃．

Answer 1

分析 （1）根據鐵的原子序數為26，結合能量最低原理書寫基態原子的電子排布式；
（2）同一周期元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大的趨勢，但第IIA族和第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；
（3）原子個數相等且價電子數相等的分子或離子為等電子體；1molFe（CN）₆^3-中CN含有C、N三鍵，其中1個是σ鍵，N原子有孤對電子，鐵原子有空軌道，所以每個鐵離子與CN-形成4個配位鍵，所以共用6個σ鍵，1molFe（CN）₆^3-中含有σ鍵數為12mol；
（4）依據Fe（CO）₅的熔沸點低，且易溶于四氯化碳判斷晶體類型；
（5）依據正方體中，頂點上的原子被8個晶胞占有，體心上的原子被1個晶胞占有，鐵鋁合金晶胞結構鋁原子的數目為4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$；鐵原子數目為1+4×$\frac{1}{8}$=$\frac{3}{2}$，所以鋁原子與鐵原子個數之比為1：3．

解答 解：（1）鐵的原子序數為26，根據能量最低原理其態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，所以第一電離能O＞C．由于氮元素原子2p能級有3個電子，處于半滿穩定狀態，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）CN^-含有2個原子，價電子總數為4+5+1=10，故其等電子體為氮氣分子、CO等，1molFe（CN）₆^3-中CN含有C、N三鍵，其中1個是σ鍵，N原子有孤對電子，鐵原子有空軌道，所以每個CN-與鐵離子形成6個配位鍵，所以共用12個σ鍵，1molFe（CN）₃^2-中含有σ鍵數為12mol，個數為：12N_A，
故答案為：CO或N₂；12×6.02×10²³個或12N_A；
（4）Fe（CO）₃的熔沸點低，且易溶于四氯化碳，依據分子晶體熔沸點低，且存在相似相溶原理，可知Fe（CO）₃為分子晶體，
故答案為：分子晶體；
（5）依據鐵鋁合金晶胞結構鋁原子的數目為4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$；鐵原子數目為1+4×$\frac{1}{8}$=$\frac{3}{2}$，所以鋁原子與鐵原子個數之比為1：3，該鐵鋁合金的化學式為：AlFe₃，
故答案為：AlFe₃．

點評 本題考查較為綜合，涉及電子排布式、電負性、σ鍵數以及晶體結構分析等知識，題目難度中等，注意同一周期中第一電離能的變化趨勢及異常現象，為易錯點．