F e S O _ 4 · 7 H _ 2 O 失水后可转…——2022 高考化学第 6 题答案解析

【答案】（1） $3 \mathrm { d } ^ { 6 }$ （2） $\mathrm { S O } _ { 4 } ^ { 2 - }$ 的键角大于 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } , \mathrm { S O } _ { 4 } ^ { 2 - }$ 中 S 原子的价层电子对数为 4、孤对电子对数为 0，离子的空间构型为正四面体形， $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 分子中O 原子的价层电子对数为 4、孤对电子对数为2，分子的空间构型为V 形

（3）配位键、氢键 （4） ①. 6 ②. $\frac { 4 8 0 } { \mathrm { a } ^ { 3 } \mathrm { N } _ { \mathrm { A } } } \times 1 0 ^ { 2 1 }$

> ⑤由图可知， $\mathrm { F e S } _ { 2 }$ 与 $\mathrm { O } _ { 2 }$ 生成 $\mathrm { F e _ { x } O _ { y } }$ 的反应为放热反应， $\mathrm { F e S O } _ { 4 } \cdot \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 分解生成 $\mathrm { F e _ { x } O _ { y } }$ 的反应为吸热反应，放热反应放出的热量有利于吸热反应的进行，有利于反应生成的 $\mathrm { S O } _ { 3 }$ 与 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 反应生成 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { S O } _ { 4 }$

【解析】

【小问1详解】

铁元素的原子序数为26，基态亚铁离子的价电子排布式为 $3 \mathrm { d } ^ { 6 }$ ，故答案为： ${ 3 \mathrm { d } ^ { 6 } } \colon$ ；

【小问2详解】

硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空间构型为正四面体形，水分子中氧原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，分子的空间构型为V 形，所以硫酸根离子的键角大于水分子，故答案为： $\mathrm { S O } _ { 4 } ^ { 2 - }$ 的键角大于 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ $\mathrm { S O } _ { 4 } ^ { 2 - }$ 中S 原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空间构型为正四面体形， $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 分子中O 原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，分子的空间构型为V 形；

【小问 3 详解】

由图可知，具有空轨道的亚铁离子与水分子中具有孤对电子的氧原子形成配位键，硫酸根离子与水分子间形成氢键，故答案为：配位键；氢键；

【小问 4 详解】

①由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的亚铁离子与位于棱上的阴离子 $\mathrm { S } _ { 2 } ^ { 2 - }$ 离子间的距离最近，则亚铁离子紧邻的阴离子个数为 6，故答案为：6；

②由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的亚铁离子个数为 $8 \times { \frac { 1 } { 8 } } + 6 \times { \frac { 1 } { 2 } } = 4$ ，位于棱上和体心的 $\mathrm { S } _ { 2 } ^ { 2 - }$ 离子个数为 $1 2 \times \frac { 1 } { 4 } + 1 = 4$ ，设晶体的密度为 $\mathrm { d g / c m ^ { 3 } }$ ，由晶胞的质量公式可得： $\frac { 4 \times ( 5 6 + 3 2 \times 2 ) } { \mathrm { N _ { A } } } { = } 1 0 ^ { - 2 1 } \mathrm { a ^ { 3 } d }$ ，解得 $\mathrm { d } { = } \frac { 4 8 0 } { \mathrm { a } ^ { 3 } \mathrm { N _ { A } } } \times 1 0 ^ { 2 1 }$ ，故答案为： $\frac { 4 8 0 } { \mathrm { a } ^ { 3 } \mathrm { N } _ { \mathrm { A } } } \times 1 0 ^ { 2 1 }$ ；

【小问 5 详解】

由图可知， $\mathrm { F e S } _ { 2 }$ 与 $\mathrm { O } _ { 2 }$ 生成 $\mathrm { F e _ { x } O _ { y } }$ 的反应为放热反应， $\mathrm { F e S O } _ { 4 } \cdot \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 分解生成 $\mathrm { F e _ { x } O _ { y } }$ 的反应为吸热反应，放热反应放出的热量有利于吸热反应的进行，有利于反应生成的 $\mathrm { S O } _ { 3 }$ 与 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 反应生成 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { S O } _ { 4 }$ ，所以以 $\mathrm { F e S } _ { 2 }$ 为燃料，配合 $\mathrm { F e S O } _ { 4 } \cdot \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 可以制备铁粉精和 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { S O } _ { 4 }$ 可充分实现能源和资源有效利用，故答案为：由图可知， $\mathrm { F e S } _ { 2 }$ 与 $\mathrm { O } _ { 2 }$ 生成 $\mathrm { F e _ { x } O _ { y } }$ 的反应为放热反应， $\mathrm { F e S O } _ { 4 } \cdot \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 分解生成 $\mathrm { F e _ { x } O _ { y } }$ 的反应为吸热反应，放热反应放出的热量有利于吸热反应的进行，有利于反应生成的 $\mathrm { S O } _ { 3 }$ 与 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 反应生成 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { S O } _ { 4 }$ C