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__________________；晶胞的体积是2acm³，镁单质的密度为ρg·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 NAaρ g/mol

【解析】

(1)铁元素是26号元素，其核外电子排布式为[Ar]3d64s2，失电子先失去最外层电子，然后书写Fe3＋基态电子排布式；

(2)根据等电子体的定义进行分析；

(3)平均每两个晶胞立方体中含有1个K＋，说明每个晶胞中含有个K＋，然后用均摊方法得到Fex＋和CN－的个数，求出化学式，最后判断出Fe2＋和Fe3＋的个数比；

(4)N最外层有5个电子，形成三个共价键达到饱和，多余的键为配位键，进行分析；

(5)根据图a，镁单质堆积方式为六方最密堆积，配位数为12，然后根据密度定义进行分析；

(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)平均每两个晶胞立方体中含有一个K＋，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，平均化学式是K0.5Fe(CN)3，Fe平均化合价2.5，即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；晶胞质量=2g，则ρg·cm−3=，则有Mr=NAaρ g/mol。