Question

【題目】鐵元素是最重要的金屬元素之一，其不僅是各種鋼材的主要成分，很多含鐵化合物也具有重要意義。

（1）按照電子排布，可把元素周期表中的元素劃分成五個區，鐵元素屬于____區。

（2）Fe-Cr-Al合金可作為汽車尾氣催化劑的載體，汽車尾氣催化劑可將NO2還原為無毒害的氣體，防止HNO3型酸雨的形成，NO2的空間構型為____。HNO3的酸性強于HNO2的原因為___。

（3）金屬鐵晶體中鐵原子采用體心立方堆積，該鐵晶體的空間利用率為___（用含π的式子表示）。

Answer 1

【答案】d V型 HNO3中N的化合價為+5價，其N的正電性強于HNO2中N，使羥基中O-H鍵的共用電子對更易偏向O原子，羥基更易電離出H+，故酸性HNO3強于HNO2

【解析】

鐵元素位于元素周期表Ⅷ族；酸越易電離出氫離子，酸的酸性越強；空間利用率=。

（1）鐵元素位于元素周期表Ⅷ族，按照電子排布鐵元素屬于d區。

（2）NO2的孤電子對=，計算出來的孤電子對不是整數，這時應當作1來對待，因為單電子也要占據一個孤對電子軌道，綜上所述 NO2的價層電子對=2+1，所以NO2的VSEPR模型為平面三角形，NO2的空間構型為V型；HNO3中N的化合價為+5價，其N的正電性強于HNO2中N，使羥基中O-H鍵的共用電子對更易偏向O原子，羥基更易電離出H+，故酸性HNO3強于HNO2。

（3）設鐵原子的半徑為rcm，則晶胞體積對角線長度為4r cm，可知晶胞棱長為cm，晶胞中Fe原子數目為，晶胞中Fe原子總體積為cm3，晶胞體積為 cm3，則空間利用率=。