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【题目】铁及其化合物有重要且广泛的应用

(1)基态Fe2+的价层电子排布图为_____________

(2)检验Fe3+可以用KSCN溶液,写出SCN-的一种等电子体分子_______。

(3)部分电离能数据如下表:

元素

Mn

Fe

电离能

717

759

1 509

1 561

3 248

2 957

根据表中数据可知,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难,其原因是___________________________。

(4)已知Fe单质有如图所示的两种常见堆积方式:

其中属于体心立方密堆积的是______填“a”或“b”;若单质Fe按a方式紧密堆积,设原子半径为rpm,图中晶胞的棱长为_________

(5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M,阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为___________g·cm3。

【答案】 CO2或N2O等合理答案 Mn2+3d能级为半充满结构,较稳定,不易失去电子 b

【解析】

(1)铁是26号元素,其原子核外有26个电子,Fe原子的3d、4s电子为其价电子,根据构造原理书写Fe核外价电子排布式;
(2)原子个数相等且价电子数相等的分子或离子为等电子体;

(3)Mn2+的价电子为3d5,3d轨道半充满,较稳定;Fe2+的价电子为3d6,不稳定;

(4)由晶胞示意图可知,a为面心立方最密堆积,b为体心立方最密堆积,若单质Fe按a方式紧密堆积,Fe原子的半径为rpm,故晶胞棱长为pm;

(5)根据密度ρ=m/V进行计算。

(1)Fe是26号元素,其原子核外有26个电子,铁原子失去2个电子生成Fe2+,其3d轨道上6个电子为其外围电子,其价层电子排布图为,故答案为:;

(2)SCN-中含有3个原子,且其价电子数是16,与SCN-互为等电子体的一种分子为CO2、N2O、CS2、COS等,故答案为:CO2、N2O、CS2、COS等合理答案;

(3)Mn元素为25号元素,价电子的排布式为:3d54s2;Mn2+的价电子为3d5,3d轨道半充满,较稳定,由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多;Fe2+的价电子为3d6,不稳定,由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态,需要的能量相对要少,故答案为:Mn2+3d能级为半充满结构,较稳定,不易失去电子;

(4)由晶胞示意图可知,a为面心立方最密堆积,b为体心立方最密堆积,若单质Fe按a方式紧密堆积,Fe原子的半径为rpm,故晶胞棱长为pm,故答案为:b;pm;

(5)根据晶胞结构可知含有铁原子的个数为12×1/4+1=4,硫原子个数为8×1/8+6×1/2=4,晶胞边长为anm、FeS2相对式量为M,阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为ρ=m/V=g/cm3,故答案为: 。

练习册系列答案
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