Question

鋼鐵是21世紀(jì)用途最廣的結(jié)構(gòu)材料和功能材料．其成分主要是Fe和少量C．
（1）工業(yè)上在煉鐵高爐中用CO熱還原Fe₂O₃冶煉鐵．寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式并用單線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目

 

．
（2）鐵鎂合金是目前已發(fā)現(xiàn)的儲氫密度最高的儲氫材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖（黑球代表Fe，白球代表Mg）．則鐵鎂合金的化學(xué)式為

 

．
（3）Fe³⁺的電子排布式為

 

；CH₃⁺微粒的中心原子雜化軌道類型為

 

；
（4）向一定量的FeCl₃溶液中加入適量KSCN溶液，溶液變紅色．該反應(yīng)體系中存在化學(xué)平衡

 

（用反應(yīng)式表示）；
向上述紅色溶液中加入Mg（OH）₂固體，可觀察到溶液紅色變淺，有紅褐色沉淀析出．試用平衡移動原理解釋該現(xiàn)象

 

．（不考慮SCN^-與Mg²⁺反應(yīng)）

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,氧化還原反應(yīng),難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）寫出化學(xué)方程式，判根據(jù)元素化合價變化，畫出單線橋或雙線橋；
（2）利用均攤法計算Fe和Mg數(shù)目，得到化學(xué)式；
（3）根據(jù)鐵離子的核外電子數(shù)，結(jié)合能量最低原則、泡利不相容原理和洪特規(guī)則，寫出核外電子排布式；根據(jù)價電子對數(shù)，判斷雜化后形成新原子軌道數(shù)，判斷雜化類型；
（4）鐵離子可以與硫氰酸根形成配位鍵，寫出離子方程式；根據(jù)加入氫氧化鎂，含有濃度較小的氫氧根，與鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，導(dǎo)致平衡左移紅色變淺．

解答： 解：（1）三氧化二鐵中，鐵化合價由+3降低為0價得3個電子；CO中C由+2價升高為+4價失2個電子，根據(jù)得失電子總數(shù)相等，找到得失電子數(shù)的最小公倍數(shù)為6，轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為6，故答案為：
；
（2）Fe位于面心和頂點，數(shù)目為：8×

1

8

+6×

1

2

=4；Mg原子位于體心，數(shù)目為8，化學(xué)式為：FeMg₂或Mg₂Fe，故答案為：FeMg₂或Mg₂Fe；
（3）Fe最外層電子數(shù)為26，失去3個電子后，核外電子數(shù)變?yōu)?3，由于先失去最外層電子，可寫出鐵離子最外層電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；
（4）Fe³⁺存在空軌道，3SCN^-存在孤對電子，二者可形成配離子，寫出離子方程式為：Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃；由于Fe（OH）₃的溶解度小于的溶解度，向上述溶液中加入氫氧化鎂后，發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化：氫氧化鎂的沉淀轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵的沉淀，消耗了鐵離子，使平衡向左移動，F(xiàn)e（SCN）₃減少，顏色變淺，
故答案為：Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃、由于Fe（OH）₃的溶解度小于的溶解度，向上述溶液中加入氫氧化鎂后，發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化：氫氧化鎂的沉淀轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵的沉淀，消耗了鐵離子，使平衡向左移動，F(xiàn)e（SCN）₃減少，顏色變淺．

點評：本題綜合考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及核外電子排布規(guī)律、雜化理論、分子結(jié)構(gòu)、晶胞結(jié)構(gòu)等，難度中等．