Question

15．鉬是我國豐產元素，鉬鋼是制火箭發(fā)動機，核反應堆重要材料．
（1）鉬元素原子序數為42，請寫出它的核外電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d⁵5s¹；在周期表中，處在第五周期ⅥB族．
（2）鉬金屬晶格類型屬體心立方晶格，原子半徑為136pm，相對原子質量為95.94，則該晶體鉬的密度為10.3g/cm³；晶體的空間利用率為68%；
（3）鉬能形成六核簇何物，如一種鉬含鹵離子[Mo₆Cl₈]⁴⁺，6個鉬形成八面體骨架，氯原子以三橋基與鉬原子相連，則該離子中8個Cl^-的空間構型為立方體；
（4）輝鉬礦是最重要的鉬礦（其成分主要為MoS₂），它在403K，202650Pa下，跟苛性堿溶液反應，鉬則以MoO₄^2-體型進入溶液，硫也氧化進入溶液，寫出該反應的離子方程式：MoS₂+9O₂+12OH^-=2MoO₄^2-+4SO₄^2-+6H₂O；
（5）在密閉容器中，用稀硝酸來溶解輝鉬礦，氧化條件在423-523K，1114575-1823850Pa氧壓下進行，反應結果鉬以鉬酸形成存在（鉬酸不溶于硫酸），而硝酸幾乎沒有消耗，相當于催化劑，請用化學方程式加以解釋：MoS₂+6HNO₃=H₂MoO₄↓+2H₂SO₄+6NO↑，2NO+O₂=2NO₂，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．

Answer 1

分析 （1）鉬是42號元素，根據原子核外電子排布規(guī)律書寫核外電子排布式，鉬核外有5個電子層，價電子數為6；
（2）鉬金屬晶格類型屬體心立方晶格，所以每個晶胞中含有鉬原子數為1+$8×\frac{1}{8}$=2，$ρ=\frac{m}{V}$計算密度，根據空間利用率=$\frac{鉬原子的總體積}{晶胞體積}$×100%計算晶體的空間利用率；
（3）一種鉬含鹵離子[Mo₆Cl₈]⁴⁺，6個鉬形成八面體骨架，氯原子以三橋基與鉬原子相連，結構圖為，據此判斷；
（4）根據元素守恒和電荷守恒書寫離子方程式；
（5）用稀硝酸來溶解輝鉬礦，硝酸被還原成一氧化氮，一氧化氮又可以被氧氣氧氧化，生成二氧化氮溶于水又形成硝酸．

解答 解：（1）鉬是42號元素，根據原子核外電子排布規(guī)律可知其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d⁵5s¹，鉬核外有5個電子層，價電子數為6，所以鉬處于元素周期表中第五周期第ⅥB族，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d⁵5s¹；五；ⅥB；
（2）鉬金屬晶格類型屬體心立方晶格，所以每個晶胞中含有鉬原子數為1+$8×\frac{1}{8}$=2，在體心立方晶格鉬原子的半徑為晶胞體對角線的$\frac{1}{4}$，鉬原子半徑為136pm，所以晶胞的邊長為$\frac{4×136}{\sqrt{3}}$pm，則密度$ρ=\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{2×95.94}{6.02×1{0}^{23}}}{（\frac{4×136}{\sqrt{3}}{×1{0}^{-10}）}^{3}}$g/cm³=10.3g/cm³，空間利用率=$\frac{鉬原子的總體積}{晶胞體積}$×100%=$\frac{2×\frac{4}{3}π（136pm）^{3}}{（\frac{4×136}{\sqrt{3}}pm）^{3}}$100%=68%，
故答案為：10.3g/cm³；68%；
（3）一種鉬含鹵離子[Mo₆Cl₈]⁴⁺，6個鉬形成八面體骨架，氯原子以三橋基與鉬原子相連，結構圖為，所以該離子中8個Cl^-的空間構型為立方體，
故答案為：立方體；
（4）根據元素守恒和電荷守恒可知，MoS₂與苛性堿溶液反應的離子方程式為MoS₂+9O₂+12OH^-=2MoO₄^2-+4SO₄^2-+6H₂O，
故答案為：MoS₂+9O₂+12OH^-=2MoO₄^2-+4SO₄^2-+6H₂O；
（5）用稀硝酸來溶解輝鉬礦，硝酸被還原成一氧化氮，一氧化氮又可以被氧氣氧氧化，生成二氧化氮溶于水又形成硝酸，反應過程中的化學方程式為MoS₂+6HNO₃=H₂MoO₄↓+2H₂SO₄+6NO↑，2NO+O₂=2NO₂，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案為：MoS₂+6HNO₃=H₂MoO₄↓+2H₂SO₄+6NO↑，2NO+O₂=2NO₂，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．

點評 本題主要考查了核外電子排布、元素周期表、晶胞的計算、晶胞的結構、離子反應、氧化還原反應等知識，難度較大，對學生的空間想象力和物質結構的基礎知識要求較高．