铁单质及其化合物的应用非常广泛。
( 1 ) 基态 Fe 原子的价层电子排布式为 ___________ 。
( 2 ) 用 X 射线衍射测定,得到 Fe 的两种晶胞 A 、 B ,其结构如图所示。晶胞 A 中每个 Fe 原子紧邻的原子数为 ___________ 。每个晶胞 B 中含 Fe 原子数为 ___________ 。
( 3 ) 合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时,反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式 ___________ 。从能量角度分析,铁触媒的作用是 ___________ 。
( 4 ) Fe 3+ 可与 H 2 O 、 SCN - 、 F - 等配体形成配位数为 6 的配离子,如 、 、 。某同学按如下步骤完成实验:
① 为浅紫色,但溶液 Ⅰ却呈黄色,其原因是 ___________ ,为了能观察到溶液 Ⅰ中 的浅紫色,可采取的方法是 ___________ 。
②已知 Fe 3+ 与 SCN - 、 F - 的反应在溶液中存在以下平衡: ; ,向溶液 Ⅱ中加入 NaF 后,溶液颜色由红色转变为无色。若该反应是可逆反应,其离子方程式为 ___________ ,平衡常数为 ___________ ( 用 K 1 和 K 2 表示 ) 。
( 1 ) 3d 6 4s 2
( 2 ) 8 4
( 3 ) 降低反应活化能
( 4 ) 由 Fe 3+ 水解产物的颜色所致 向该溶液中加 HNO 3
【分析】
( 1 ) Fe 为 26 号元素,所以基态 Fe 原子的价层电子排布式为 3d 6 4s 2 ,故答案为: 3d 6 4s 2 ;
( 2 ) 由图可知,晶胞 A 中 Fe的配位数为8,所以每个 Fe 原子紧邻的原子数为 8 。根据原子均摊法,每个晶胞 B 中含 Fe 原子数为 ,故答案为: 8 ;; 4
( 3 ) 由图可知, 1mol N 2 和 3mol H 2 反应时,放出的热量为 (a-b)kJ ,所以该反应的热化学方程式 。铁触媒是反应的催化剂,作用是降低反应活化能,故答案为: ;降低反应活化能;
( 4 ) ①由于 Fe 3+ 水解产物的颜色导致溶液 Ⅰ却呈黄色,为了能观察到溶液Ⅰ中 的浅紫色,可向该溶液中加 HNO 3 ,抑制铁离子的水解,故答案为:由 Fe 3+ 水解产物的颜色所致;向该溶液中加 HNO 3 ;
②向溶液Ⅱ中加入 NaF 后,溶液颜色由红色转变为无色,说明 和氟离子转化为 ,其离子方程式为 , 和 相减得到 ,所以平衡常数为 ,故答案为: ; 。
能量的相互转化:
化学反应中的能力变化表现为热量的变化。常见能量转化有:化学能和电能的相互转化、化学能和热能的相互转化、化学能和光能、风能的相互转化等。
如:燃料燃烧产生能量最终带动发电机发电,将化学能转化为电能;铜、锌形成原电池,将化学能转化为电能。
化学反应中的能力变化表现为热量的变化。常见能量转化有:化学能和电能的相互转化、化学能和热能的相互转化、化学能和光能、风能的相互转化等。
如:燃料燃烧产生能量最终带动发电机发电,将化学能转化为电能;铜、锌形成原电池,将化学能转化为电能。
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