Question

铁及其氧化物是日常生活生产中应用广泛的材料。请回答下列问题：

（l）基态铁原子的价电子轨道表达式为__________。

（2）铁元素常见的离子有Fe²⁺和Fe³⁺，稳定性Fe²⁺_______Fe²⁺（填“大于”或“小于”)，原因是________________。

（3）纳米氧化铁能催化火箭推进剂NH₄ClO₄的分解，NH₄⁺的结构式为______（标出配位键），空间构型为_________，其中氮原子的杂化方式为_______；与ClO₄^-互为等电子体的分子或离子有__________（任写两种）。

（4）金属铁晶体原子采用________堆积．铁晶体的空间利用率为______（用含π的式子表示）。

（5）某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由A、B方块组成。则该权化物中Fe²⁺、Fe³⁺、O^2-的个数比为_______（填最简整数比）；己知该晶体的密度为dg/cm³，阿伏加德罗常数的值为N_A，则品胞参数a 为_______nm（用含d 和N_A的代数式表示）。

Answer

小于 Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5，Fe3+ 的3d能级为半满状态较稳定。 正四面体形 sp3杂化 CCl4、PO43- （其他合理答案均可） 体心立方 1:2:4

【解析】

本题本题主要考查原子结构与晶体结构。

（l）基态铁原子的价电子轨道表达式为。

（2）铁元素常见的离子有Fe2+和Fe3+，稳定性Fe2+Fe2+（填“大于”或“小于”)，原因是Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5，Fe3+ 的3d能级为半满状态较稳定。。

（3）纳米氧化铁能催化火箭推进剂NH4ClO4的分解，NH4+的结构式为，空间构型为正四面体形，其中氮原子的价层电子对为4，杂化方式为sp3杂化；ClO4-是5原子、32价电子的离子，与ClO4-互为等电子体的分子或离子有CCl4、PO43-。

（4）金属铁晶体原子采用体心立方堆积．铁晶体的晶胞含有2个铁原子，设晶胞边长为a，金属原子半径为r，

则面对角线长a，体对角线长a=4r，得r=，空间利用率==。

（5）A含有1.5个亚铁离子、4个氯离子，B含有0.5个亚铁离子、4个氧离子、4个铁离子，则该氧化物中Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为1:2:4。

晶胞含有Fe2+、Fe3+、O2-的个数分别是为4、8、16，它们的相对质量之和是8×232，根据m=ρV可得8×232 g=d×g/cm3a3×NA，a =nm。