Question

4．黃血鹽（亞鐵氰化鉀，K₄[Fe（CN）₆]）易溶于水，廣泛用作食鹽添加劑（抗結(jié)劑），食鹽中黃血鹽的最大使用量為10mg•kg^-1．黃血鹽經(jīng)長時間火炒，超過400℃時會分解生成劇毒的氰化鉀．回答下列問題：
（1）基態(tài)Fe²⁺的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶ ，未成對電子數(shù)為1；K₄[Fe（CN）₆]中Fe²⁺與CN^-兩種離子之間的作用力是配位鍵．
（2）CN^-中碳原子的雜化方式為sp；1mol CN^-中含有π鍵的數(shù)目為2N_A．
（3）黃血鹽溶液與稀硫酸加熱時發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，生成硫酸鹽和一種與CN^-是等電子體的氣態(tài)化合物，該氣態(tài)化合物為雙原子分子，它的鍵線式為C≡O(shè)；該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：K₄Fe（CN）₆+6H₂SO₄+6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂SO₄+FeSO₄+3（NH₄）₂SO₄+6CO↑．
（4）某含鐵化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則其化學(xué)式為FeCuS₂；其密度的表達(dá)式為$\frac{4×184g}{6.02×1{0}^{23}×1030×1{0}^{-10}×（524×1{0}^{-10}）^{2}cm}$．
[提示：長、寬相等，1pm=10^-10cm]．

Answer 1

分析 （1）鐵是26號元素，其原子核外有26個電子，鐵原子失去2個電子變成Fe²⁺，根據(jù)構(gòu)造原理書寫Fe²⁺核外電子排布式，根據(jù)電子排布式可知未成對電子數(shù)，提供空軌道的原子和提供孤電子對的原子之間易形成配位鍵；
（2）根據(jù)價層電子對互斥理論確定其雜化方式；1個CN^-中含有2個π鍵；
（3）黃血鹽溶液與稀硫酸加熱時發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，說明元素化合價不變，生成硫酸鹽和一種與CN^-是等電子體的氣態(tài)化合物，根據(jù)元素守恒知該氣態(tài)化合物是CO，根據(jù)反應(yīng)物和生成物、反應(yīng)條件寫出反應(yīng)方程式；
（4）根據(jù)均攤法可知，鐵原子的數(shù)目為4×$\frac{1}{4}$+6×$\frac{1}{2}$=4，銅原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$$+4×\frac{1}{2}$+1=4，硫原子數(shù)為8，據(jù)此判斷化學(xué)式，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算．

解答 解：（1）鐵是26號元素，其原子核外有26個電子，鐵原子失去最外層2個電子變成Fe²⁺，根據(jù)構(gòu)造原理知，其基態(tài)離子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶ 或[Ar]3d⁶ ，未成對電子數(shù)為1，亞鐵離子含有空軌道，N原子含有孤電子對，所以能形成配位鍵，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶ 或[Ar]3d⁶ ； 1；配位鍵；
（2）CN^-中碳原子含有2個σ鍵且不含孤電子對，所以碳原子的雜化方式為 sp；1個CN^-中含有2個π鍵，所以1molCN^-中含有π鍵的數(shù)目為2N_A個，
故答案為：sp；2N_A；
（3）黃血鹽溶液與稀硫酸加熱時發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，說明元素化合價不變，生成硫酸鹽和一種與CN^-是等電子體的氣態(tài)化合物，根據(jù)元素守恒知該氣態(tài)化合物是CO，鍵線式為C≡O(shè)，鐵元素存在于硫酸亞鐵中，鉀元素存在于硫酸鉀中，所以該反應(yīng)方程式為：K₄Fe（CN）₆+6H₂SO₄+6H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 2K₂SO₄+FeSO₄+3（NH₄）₂ SO₄+6CO↑，
故答案為：C≡O(shè)；K₄Fe（CN）₆+6H₂SO₄+6H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 2K₂SO₄+FeSO₄+3（NH₄）₂ SO₄+6CO↑；
（4）根據(jù)均攤法可知，鐵原子的數(shù)目為4×$\frac{1}{4}$+6×$\frac{1}{2}$=4，銅原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$$+4×\frac{1}{2}$+1=4，硫原子數(shù)為8，所以化學(xué)式為FeCuS₂，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{4×（64+56+32×2）}{{N}_{A}}}{1030pm×524pm×524pm}$=$\frac{4×184g}{6.02×1{0}^{23}×1030×1{0}^{-10}×（524×1{0}^{-10}）^{2}cm}$，
故答案為：FeCuS₂；$\frac{4×184g}{6.02×1{0}^{23}×1030×1{0}^{-10}×（524×1{0}^{-10}）^{2}cm}$．

點(diǎn)評 本題考查較綜合，涉及電子排布式的書寫、雜化方式的判斷、配位數(shù)的計(jì)算等知識點(diǎn)，難點(diǎn)是配位數(shù)的計(jì)算，同時考查學(xué)生空間想象能力，難度較大．