Question

【題目】鐵氰化鉀（化學式為K3[Fe(CN)6]）主要應用于制藥、電鍍、造紙、鋼鐵生產等工業。其煅燒分解生成KCN、FeC2、N2、(CN)2等物質。

（1）鐵元素在周期表中的位置為_________，基態Fe3+ 核外電子排布式為_________。

（2）在[Fe(CN)6]3－ 中不存在的化學鍵有_________。

A. 離子鍵 B.金屬鍵 C.氫鍵 D. 共價鍵

（3）已知(CN)2性質類似Cl2：

(CN)2+2KOH=KCN+KCNO+H2O KCN+HCl=HCN+KCl HC≡CH+HCN→H2C=CH－C≡N

①KCNO中各元素原子的第一電離能由小到大排序為________。

②丙烯腈（H2C=CH－C≡N）分子中碳原子軌道雜化類型是_______；分子中σ鍵和π鍵數目之比為_______。

（4）C22－和N2互為等電子體，CaC2晶體的晶胞結構與NaCl晶體的相似（如圖甲所示），但CaC2晶體中啞鈴形的C22－使晶胞沿一個方向拉長，晶體中每個Ca2+周圍距離最近的C22－數目為_______。

（5）金屬Fe能與CO形成Fe(CO)5，該化合物熔點為－20℃，沸點為103℃，則其固體屬于_______晶體。

（6）圖乙是Fe單質的晶胞模型。已知晶體密度為dg·cm－3，鐵原子的半徑為_________nm（用含有d、NA的代數式表示）。

Answer 1

【答案】第四周期 Ⅷ族 [Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 AB K＜C＜O＜N sp sp2 2:1 4 分子

【解析】

(1)Fe的原子序數是26，根據構造原理知Fe的核外電子排布式為[Ar]3d64s2，據此確定其在周期表的位置；基態Fe失去4s上2個電子和3d軌道上1個電子即為Fe3+；

(2)根據化學鍵的類型和特點解答，注意氫鍵是分子間作用力，不是化學鍵；

(3)①KCNO由K、C.N、O四種元素組成，K為金屬、容易失去電子，第一電離能最小，C、N、O位于第二周期，但N的p軌道是半充滿狀態、能量最低；

②丙烯腈(H2C=CHC≡N)分子中碳原子VSEPR構型有兩種形式：平面三角形和直線形，雜化方式也有sp、sp2兩種形式，其中C=C含有1個σ鍵和1個π鍵、C≡N含有1個σ鍵和2個π鍵，CH都是σ鍵，確定分子中σ鍵和π鍵數目，再求出比值；

(4)1個Ca2+周圍距離最近且等距離的C22應位于同一平面，注意使晶胞沿一個方向拉長的特點；

(5)Fe(CO)5的熔點、沸點均不高，類似于分子晶體的特點；

(6)Fe單質的晶胞模型為體心立方堆積，晶胞的原子均攤數為8×+1=2，晶胞的質量為g，晶胞體積V=cm3、邊長a=cm，根據Fe原子半徑r與晶胞邊長a關系求出r。

(1)Fe的原子序數是26，根據構造原理知Fe的核外電子排布式為[Ar]3d64s2，位于第四周期Ⅷ族據；基態Fe失去4s上2個電子和3d軌道上1個電子即為Fe3+，所以基態Fe3+核外電子排布式為) [Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5故答案為：第四周期Ⅷ族，[Ar]3d5或[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5；

(2)[Fe(CN)6]3是陰離子，是配合物的內界，含有配位鍵和極性共價鍵，金屬鍵存在于金屬晶體中，氫鍵是分子間作用力，不是化學鍵，故選AB；故答案為：AB；

(3)①KCNO中K為金屬、容易失去電子，第一電離能最小，C、N、O位于第二周期，但N的p軌道是半充滿狀態、能量最低，所以第一電離能大于O，C的非金屬性小于O，第一電離能小于O，所以第一電離能由小到大排序為K<C<O<N；故答案為：K<C<O<N；

②丙烯腈(H2C=CHC≡N)分子中碳原子VSEPR構型有兩種形式：平面三角形和直線形，雜化方式也有sp、sp2兩種形式，其中C=C含有1個σ鍵和1個π鍵、C≡N含有1個σ鍵和2個π鍵，CH都是σ鍵，所以分子中σ鍵和π鍵數目分別為6、3，σ鍵和π鍵數目之比為6:3=2:1；故答案為：sp、sp2；2:1；

(4)依據晶胞示意圖可以看出，晶胞的一個平面的長與寬不相等，再由圖中體心可知1個Ca2+周圍距離最近的C22不是6個，而是4個，故答案為：4；

(5)根據Fe(CO)5的熔點、沸點均不高的特點，可推知Fe(CO)5為分子晶體；故答案為：分子；

(6)Fe單質的晶胞模型為體心立方堆積，晶胞的原子均攤數為8×+1=2，晶胞的質量為g，晶胞體積V=cm3、邊長a=cm，Fe原子半徑r與晶胞邊長a關系為4r=a，所以r=a=cm=×107nm；故答案為：×107。