Question

5．已知A、B、C、D都是元素周期表中前36號的元素．A元素的一種核素沒有中子．B的基態(tài)原子核外電子有9種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；C元素是無機(jī)非金屬材料的主角，它的單質(zhì)可以用作電腦芯片；D元素是地殼中含量第二的金屬元素．請回答：
（1）A與C形成的最簡單化合物的分子式是SiH₄，分子的立體結(jié)構(gòu)是正四面體，難溶 （填“易溶”或“難溶”）于水．
（2）B與C形成的化合物O顯負(fù)價(jià)（填元素符號）；B與C形成的化合物
晶體類型是原子晶體．
（3）D的+3價(jià)離子的價(jià)電子排布圖為3d⁵，檢驗(yàn)該離子的方法是：取被鑒別的溶液少許于試管中，滴加1-2滴KSCN溶液，若溶液變成血紅色，則該溶液中含有Fe³⁺．
（4）由C原子構(gòu)成的晶體中微粒間作用力是共價(jià)鍵，如圖是由C單質(zhì)構(gòu)成的晶體的一個(gè)晶胞，若設(shè)該晶胞的邊長為a cm，N_A表示阿伏加德羅常數(shù)，則該晶體的密度是$\frac{224}{{N}_{A}{a}^{3}}$g/cm³（只要求列出算式）．

Answer 1

分析 A、B、C、D都是元素周期表中前36號的元素．A元素的一種核素沒有中子，則A為H元素；B的基態(tài)原子核外電子有9種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則B為F元素；C元素是無機(jī)非金屬材料的主角，它的單質(zhì)可以用作電腦芯片，則C為Si；D元素是地殼中含量第二的金屬元素，則D為Fe，
（1）A與C形成化合物為SiH₄，根據(jù)Si原子的價(jià)層電子對數(shù)判斷，結(jié)合水分子為極性分子判斷；
（2）二氧化硅中，O元素為負(fù)價(jià)，二氧化硅屬于原子晶體；
（3）Fe屬于第VIII族元素，亞鐵離子核外有24個(gè)電子，鐵離子核外有23個(gè)電子，據(jù)此寫出其核外電子排布式；通常用硫氰化鉀溶液檢驗(yàn)鐵離子；
（4）非金屬單質(zhì)中原子間以共價(jià)鍵結(jié)合；利用均攤法計(jì)算晶胞中原子個(gè)數(shù)，再求出晶胞的質(zhì)量，然后根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算

解答 解：A、B、C、D都是元素周期表中前36號的元素．A元素的一種核素沒有中子，則A為H元素；B的基態(tài)原子核外電子有9種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則B為F元素；C元素是無機(jī)非金屬材料的主角，它的單質(zhì)可以用作電腦芯片，則C為Si；D元素是地殼中含量第二的金屬元素，則D為Fe，
（1）A與C形成化合物為SiH₄，SiH₄中Si原子的價(jià)層電子對數(shù)為4，沒有孤電子對，屬于sp³雜化，分子的空間構(gòu)型為正四面體；SiH₄分子結(jié)構(gòu)對稱，正負(fù)電荷中心重疊屬于非極性分子，則SiH₄難溶于極性溶劑水，
故答案為：SiH₄；正四面體；難溶；
（2）B與C分別為O、Si元素，二者形成的化合物為二氧化硅，二氧化硅中O元素顯負(fù)價(jià)；二氧化硅屬于原子晶體，
故答案為：O；原子晶體；
（3）Fe屬于第VIII族元素，鐵離子核外有23個(gè)電子，電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，其價(jià)電子排布式為：3d⁵；
用KSCN溶液檢驗(yàn)鐵離子具體方法：取被鑒別的溶液少許于試管中，滴加1-2滴KSCN溶液，若溶液變成血紅色，則該溶液中含有Fe³⁺，
故答案為：3d⁵；取被鑒別的溶液少許于試管中，滴加1-2滴KSCN溶液，若溶液變成血紅色，則該溶液中含有Fe³⁺；
（4）C為硅元素，其單質(zhì)中硅原子間以共價(jià)鍵結(jié)合；晶胞中Si原子的數(shù)目為$\frac{1}{8}$×8+$\frac{1}{2}$×6+4=8，則晶胞的質(zhì)量為：$\frac{8×28}{{N}_{A}}$g，晶胞的體積為V=a³cm³；
所以ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{8×28}{{N}_{A}}}{{a}^{3}}$g/cm³=$\frac{224}{{N}_{A}{a}^{3}}$g/cm³；
故答案為：共價(jià)鍵；$\frac{224}{{N}_{A}{a}^{3}}$．

點(diǎn)評 本題考查了晶胞計(jì)算，涉及晶體類型判斷、元素推斷、晶胞密度計(jì)算等知識，題目難度中等，推斷元素為解答關(guān)鍵，注意掌握均攤法在晶胞計(jì)算中的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯推理能力及化學(xué)計(jì)算能力．