Question

铁系元素是人体必需的微量元素， Fe³⁺可以与KSCN溶液、苯酚等发生显色作用。镁元素也是人体所必需的阳离子元素之一，它能够维持核酸结构的稳定性，调节机体免疫功能，对人体抵抗新冠病毒等病毒侵袭起着重要作用。

(1)Fe³⁺的基态核外电子排布式为____________________。

(2)与SCN⁻互为等电子体且为非极性分子的化学式为__________（任写一种）。

(3)普鲁士蓝俗称铁蓝，晶胞如图甲所示（K⁺未画出），平均每两个晶胞立方体中含有一个K⁺，又知该晶体中铁元素有+2价和+3价两种，则Fe³⁺与Fe²⁺的个数比为_________。

(4)血红素铁（图乙）用作铁强化剂，其吸收率比一般铁剂高3倍，在图乙中画出Fe²⁺与N原子间的化学键（若是配位键，需要用箭头加以表示）______________

(5)镁单质晶体中原子的堆积模型如图，它的堆积模型名称为____________；晶胞是图中的_________________（填a、b或c）；配位数是__________________；紧邻的四个镁原子的中心连线构成的正四面体几何体的体积是2a cm³，镁单质的密度为ρ g·cm^－3，已知阿伏伏德罗常数为N_A，则镁的摩尔质量的计算式是________________。

Answer

[Ar]3d5（或1s22s22p63s23p63d5） CO2或CS2 1∶1 六方最密堆积 c 12 12NAaρ

【解析】

(1)铁是26号元素，其原子核外有26个电子，根据构造原理其核外电子排布式为[Ar]3d64s2，则Fe3+的基态核外电子排布式为[Ar]3d5（或1s22s22p63s23p63d5）；

(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非极性分子的为CO2(或CS2)；

(3)每隔一个立方体中心有一个钾离子，所以一个晶胞中钾离子个数==0.5，该立方体中铁原子个数=8×=1，CN−位于每条棱中点，该立方体中含有CN−个数=12×=3，所以平均化学式是K0.5Fe(CN)3，Fe平均化合价2.5，所以亚铁离子与铁离子之比是1:1；

(4)配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子，Fe2+提供空轨道，N原子提供电子对，Fe2+与N原子间的的配位键为：；

(5)镁单质晶体中原子的堆积方式是按ABABABAB…的方式堆积，单质晶体中原子为六方最密堆积，配位数为12，晶胞是图中的c；紧邻的四个镁原子的中心连线构成的几何体为正四面体，正四面体的该高为晶胞的，可推知四面体的体积为整个晶胞的，而晶胞中含有的镁原子数为1+=2，则晶胞质量=2g，则ρg·cm−3=，则有Mr=12NAaρ。