Question

（1）鐵及鐵的化合物在生產(chǎn)、生活中有著重要的用途．
①．聚合硫酸鐵（簡稱PFS）[Fe （OH）_n（SO₄） _（3-n）/2]_m（m是聚合度），常用于在水體中形成絮狀物，以吸附重金屬離子．則其中鐵元素的價(jià)態(tài)為

 

，SO₄^2-的空間構(gòu)型為

 

．
②．六氰合鐵酸鉀K₃[Fe（CN）₆]可用于檢驗(yàn)Fe²⁺，出現(xiàn)特殊的藍(lán)色沉淀．CN^-中碳原子的雜化方式為

 

，寫出與CN^一互為等電子體的一種離子的化學(xué)式

 

，其電子式為

 

．
③．三氯化鐵在常溫下為固體，熔點(diǎn)304℃，沸點(diǎn)316℃，300℃以上可升華，易溶于水，也易溶于乙醚，丙酮等有機(jī)溶劑．據(jù)此推斷三氯化鐵晶體為

 

晶體．
④．普魯士藍(lán)是一種配合物，可用作染料，它的結(jié)構(gòu)單元如右圖所示，普魯士藍(lán)中n（CN^一）：n（K⁺）：n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺）=

 

．
（2）水和氨有相似之處，如：H2O+H⁺=H₃O⁺、NH₃+H⁺=NH₄⁺．
①NH₄⁺的鍵角

 

H₃O⁺的鍵角（填“大于”或“小于”）．
②冰和固態(tài)氨的晶胞都不屬于分子最密堆積，原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0計(jì)算鐵元素的化合價(jià)；根據(jù)SO₄^2-中心原子含有的共價(jià)鍵個(gè)數(shù)與孤電子對個(gè)數(shù)之和確定其空間構(gòu)型；
②根據(jù)C原子價(jià)層電子對個(gè)數(shù)確定雜化方式；等電子體指原子數(shù)相等價(jià)電子總數(shù)相等的微粒；等電子體的結(jié)構(gòu)相似，故O₂²⁺的電子式與CN^一的電子式相似，含有2個(gè)π鍵；
③根據(jù)分子晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)低來分析；
④利用均攤法計(jì)算以及電荷守恒來分析；
（2）①NH₄⁺中N原子，H₃O⁺的鍵中O原子都采取SP³，軌道構(gòu)型為正四面體，但H₃O⁺中含有1對孤電子對，使得H₃O⁺的鍵角偏��；
②氫鍵具有飽和性和方向性．

解答：解：（1）①[Fe₂（OH）_n（SO₄）_3-n/2]_m中n小于5，且

n

2

為正整數(shù)，且化合物中各元素的化合價(jià)代數(shù)和為0，鐵的化合價(jià)為正整數(shù)，所以n=2，鐵元素的化合價(jià)為+3；
SO₄^2-中心原子含有4個(gè)σ鍵，孤電子對數(shù)=

1

2

×（6+2-4×2）=0，所以其空間構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu)，
故答案為：+3、正四面體；
②CN^-中C原子價(jià)層電子對個(gè)數(shù)=1+

1

2

（4+1-1×3）=2，所以采取sp雜化；
CN^-含有2個(gè)原子，價(jià)電子總數(shù)為4+5+1=10，故其等電子體為O₂²⁺，根據(jù)等電子體原理可知，O₂²⁺的電子式 ，
故答案為：sp；O₂²⁺；；
③三氯化鐵，其熔點(diǎn)：282℃，沸點(diǎn)315℃，在300℃以上升華，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑，符合分子晶體的特征，故為三氯化鐵分子晶體，
故答案為：分子；   
④Fe³⁺離子的個(gè)數(shù)為：4×

1

8

=

1

2

；Fe²⁺離子的個(gè)數(shù)為：4×

1

8

=

1

2

；CN^-離子的個(gè)數(shù)為：12×

1

4

=3，
根據(jù)電荷守恒：N（K⁺）+N（Fe³⁺）×3+N（Fe²⁺）×2=N（CN^一），得N（K⁺）=

1

2

，
普魯士藍(lán)中 n（K⁺）：n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺）：n（CN^一）=1：1：1：6，
故答案為：1：1：1：6；
（2）①NH₄⁺中N原子，H₃O⁺的鍵中O原子都采取SP³，軌道構(gòu)型為正四面體，但H₃O⁺中含有1對孤電子對，使得H₃O⁺的鍵角偏小，小于109.5°，
故答案為：大于；
②冰和固態(tài)氨中都含有氫鍵，氫鍵具有飽和性和方向性，所以冰和固態(tài)氨的晶胞都不屬于分子最密堆積，故答案為：氫鍵具有飽和性和方向性．

點(diǎn)評：本題主要考查元素化合價(jià)、電子排布式、鍵角、晶體性質(zhì)、晶胞計(jì)算、等電子體的運(yùn)用等，是對知識(shí)與能力綜合考查，難度較大．