题目

铁被誉为“第一金属”，铁及其化合物广泛应用于生活、生产、国防等领域。 （1）Fe2+是构成人体血红蛋白（如图1所示）的重要元素，基态Fe2+简化的电子排布式为___________；用物质结构与性质知识分析Fe2+在空气中容易被氧化成Fe3+的主要原因：_________________________________________。 （2）血红蛋白中所含非金属元素的电负性由小到大的顺序为___________；碳原子的杂化轨道类型为__________________杂化。 （3）羰基铁[Fe(CO)5]可用作催化剂等。1mol[Fe(CO)5]分子中含有____mol 的σ键，与CO 互为等电子体的离子的化学式为___________________________（写一种）。 （4）据报道，工业上可电解熔融的FeO、Fe2O3 冶炼高纯铁。Fe2O3 的熔点____________（填“高于”或“低于”） FeO 的熔点，理由是____________________________________________。 （5）铁晶体有面心立方、体心立方。在这两种晶体中铁的配位数之比为______________。 （6）某种氮化铁晶体的晶胞如图2 所示。已知：该晶胞边长、高分别为a nm、b nm，NA=6.02×1023 mol-l ①该氮化铁晶体的化学式为______________。 ②列式表示该氮化铁晶体的密度_________________________________________。 答案：【答案】    (1). [Ar]3d6    (2). Fe3+的3d轨道半充满，较稳定，Fe2+容易被氧化为Fe3+    (3). H、C、N、O    (4). sp3 、sp2    (5). 10    (6). CN-     (7). 高于    (8).  Fe3+所带电荷数大于Fe2+，Fe3+的半径小于Fe2+，所以Fe2O3 的晶格能大于FeO，熔点高于FeO。    (9). 3:2    (10). Fe3N    (11). 364/(3 NA a2b)g/nm3 【解析】本题主要考查物质结构。 （1）基态Fe2+简化的电子排布式为[Ar]3d6；用物质结构与性质知识分析Fe2+在空气中容易被氧化成Fe3+的主要原因：Fe3+的3d轨道半充满，较稳定，Fe2+容易被氧化为Fe3+。 （3）[Fe(CO)5]分子中CO分子含有一个σ键，每个CO分子与Fe原子之间有一个σ键，共10个σ键，所以1mol[Fe(CO)5]分子中含有10mol 的σ键，与CO 互为等电子体的离子的化学式为CN-。 （4）Fe2O3 的熔点高于FeO 的熔点，理由是Fe3+所带电荷数大于Fe2+，Fe3+的半径小于Fe2+，所以Fe2O3 的晶格能大于FeO，熔点高于FeO。 （5）铁的面心立方晶体中配位数是12，体心立方晶体中配位数是8。在这两种晶体中铁的配位数之比为3:2。 （6）①晶胞平均含有6个铁原子、2个氮原子，所以该氮化铁晶体的化学式为Fe3N。 ②晶胞底面积为底面积为3a2，晶胞体积为3a2b，该氮化铁晶体的密度为364/(3 NA a2b)g/nm3。

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