Question

【題目】深井巖鹽的主要配料為：精制鹽、碘酸鉀(KIO3)、亞鐵氰化鉀[K4Fe(CN)6·3H2O]。其中亞鐵氰化鉀的無水鹽在高溫下會發生分解：3K4[Fe(CN)6]2(CN)2↑+12KCN+N2↑+Fe3C+C。請回答下列問題：

（1）①基態Fe原子價電子排布圖（軌道表示式）為_________________________

②C、N和O三種元素的第一電離能的大小順序為_____________，原因是__________。

③IO3-的中心原子的雜化方式為______。一種與CN-互為等電子體的分子的電子式為_______。

④1molFe(CN)63中含有σ鍵的數目為____mol。

（2）配合物Fe(CO)x的中心原子價電子數與配體提供電子數之和為18，則x＝___。Fe(CO)x常溫下呈液態，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，據此可判斷Fe(CO)x晶體屬于__________(填晶體類型)。

（3）如圖是從鐵氧體離子晶體Fe3O4中取出的能體現其晶體結構的一個立方體，該立方體中三價鐵離子處于氧離子圍成的________(填空間結構)空隙。

（4）Fe能形成多種氧化物，其中FeO晶胞結構為NaCl型。晶體中實際上存在空位、錯位、雜質原子等缺陷，晶體缺陷對晶體的性質會產生重大影響。由于晶體缺陷，在晶體中Fe和O的個數比發生了變化，變為FexO（x＜1），若測得某FexO晶體密度為5.71gcm﹣3，晶胞邊長為4.28×10﹣10 m，則FexO中x=____。（用代數式表示，不要求算出具體結果）。

Answer 1

【答案】 N>O>C 同一周期中，第一電離能呈增大趨勢，但N處于VA族，其最外層p能級處于半充滿狀態，第一電離能反常 sp3 、 12 5 分子晶體 正八面體

【解析】

根據核外電子排布規律書寫價電子的軌道排布式；根據第一電離能的概念及全滿、半滿結構分析比較第一電離能的大小；根據價層電子對數判斷中心原子的軌道雜化方式，根據等電子體概念判斷等電子體；根據化學鍵的類型計算微粒中σ鍵的數目；根據晶胞的結構分析微粒間構成的空間構型，通過密度和體積進行相關計算；根據物質的物理性質分析判斷晶體類型。

（1）①鐵為26號元素，基態Fe原子核外電子排布式為[Ar]3d64s2，根據泡利不相容原理及洪特規則分析知價電子軌道表示式為：，故答案為：；

②同一周期中，第一電離能呈增大趨勢，但N處于VA族，其最外層p能級處于半充滿狀態，第一電離能反常，更穩定些，所以第一電離能更大些，故答案為：N>O>C；同一周期中，第一電離能呈增大趨勢，但N處于VA族，其最外層p能級處于半充滿狀態，第一電離能反常；

③IO3-價層電子對數=（O原子按不提供電子算），則根據價層電子對互斥理論分析，其中心原子的雜化方式為sp3；等電子體是原子總數相等，價電子總數相等的微粒，故與CN-互為等電子體的分子是CO或N2，它們的電子式為、；故答案為：sp3；、；

④C原子與N形成叁鍵，其中1個是σ鍵，2個是π鍵，CN-與鐵離子之間有6個配位鍵，所以1molFe(CN)63中含有σ鍵的數目為12mol，故答案為：12；

（2）Fe原子價電子數為8，CO提供一對孤對電子，與Fe原子形成配位鍵，則8+2x=18，則x=5；配合物Fe(CO)x的熔沸點比較低，易溶于非極性溶劑，應屬于分子晶體，故答案為：5；分子晶體；

（3）如圖所示，氧離子處于三價鐵離子的前后左右和上下，則構成的空間結構為正八面體，故答案為：正八面體；

（4）FexO晶胞結構為NaCl型，所以每個晶胞中含有4個O原子，有4個“FexO”，再根據m=ρV可知：，則x=，故答案為：。