Question

9．人類很早就懂得使用鐵器，如今對鐵元素的研究依然熱度不減．請回答：
（1）鐵原子L能層上有8種不同運動狀態(tài)的電子，基態(tài)鐵原子的外圍電子排布式為3d⁶4s²．
（2）血紅素是血液的重要組成部分，其結構如圖．其中C原子和N原子具有的相同的雜化方式為sp²
sp³，N與Fe之間存在的相互作用是極性鍵、配位鍵．血紅素在人體內合成時的基本原料之一是甘氨
酸（），其分子中σ鍵和π鍵的個數比為9：1．
（3）單質鐵的某種晶體擁有體心立方晶胞，其配位數為8，若其晶胞邊長為a pm，其晶體密度為$\frac{112}{{N}_{A}•{a}^{3}•1{0}^{-30}}$g/cm³（用含a的代數式表示，N_A表示阿伏加德羅常數）．
（4）鐵氰化鉀（K₃[Fe（CN）₆]）俗稱赤血鹽，可用于檢驗Fe²⁺，反應的離子方程式為3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-=Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓．其配體的電子式為，與其配體互為等電子體的微粒有N₂、CO（任寫兩種，填化學式）．

Answer 1

分析 （1）鐵的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，L能層為2s²2p⁶，有8種不同運動狀態(tài)的電子，基態(tài)鐵原子的外圍電子排布式為3d⁶4s²；
（2）根據每個N原子含有的σ 鍵個數與孤電子對數之和判斷其雜化方式；血紅素中N原子有的含有3個σ 鍵和一個孤電子對，屬于sp³雜化；有的含有3個σ 鍵，屬于sp² 雜化方式；N與Fe之間存在的相互作用是極性鍵、配位鍵；甘氨酸（），單鍵為σ鍵，雙鍵有一個σ鍵，其余為π鍵；
（3）根ρ=$\frac{m}{V}$，均攤法計算；
（4）反應的離子方程式為 3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-=Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓；其配體為CN^-，它的電子式為；等電子體為電子數相等，原子數也相等．

解答 解：（1）鐵的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，L能層為2s²2p⁶，有8種不同運動狀態(tài)的電子，基態(tài)鐵原子的外圍電子排布式為3d⁶4s²；故答案為：8；3d⁶4s²；
（2）根據每個N原子含有的σ 鍵個數與孤電子對數之和判斷其雜化方式；血紅素中N原子有的含有3個σ 鍵和一個孤電子對，屬于sp³雜化；有的含有3個σ 鍵，屬于sp² 雜化方式；N與Fe之間存在的相互作用是極性鍵、配位鍵；甘氨酸（），其分子中σ鍵和π鍵的個數比為9：1；故答案為：sp²、sp³；極性鍵、配位鍵；9：1；
（3）根據晶胞中的配位情況，一個晶胞中含有2個鐵，1pm=10^-10cm，由ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{n•M}{{N}_{A}•（a×1{0}^{-10}）^{3}}$=$\frac{2×56}{{N}_{A}•{a}^{3}•1{0}^{-30}}$=$\frac{112}{{N}_{A}•{a}^{3}•1{0}^{-30}}$g/cm³，故答案為：$\frac{112}{{N}_{A}•{a}^{3}•1{0}^{-30}}$；

（4）鐵氰化鉀（K₃[Fe（CN）₆]）俗稱赤血鹽，可用于檢驗Fe²⁺，反應的離子方程式為 3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-=Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓；其配體為CN^-，它的電子式為；等電子體為電子數相等，原子數也相等，與其配體互為等電子體的微粒有N₂、CO；故答案為：3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-=Fe₃[Fe（CN）₆]₂；；N₂、CO．

點評 本題考查了外圍電子排布式、雜化類型、電子式、結構式、均攤法計算晶胞、等電子體等基本概念，綜合性較強，難度較大．