Question

〔化學(xué)—選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)〕(15分)

早期發(fā)現(xiàn)的一種天然準(zhǔn)晶顆粒由三種Al、Cu、Fe元素組成。回答下列問題：

（1）準(zhǔn)晶是一種無平移周期序，但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體，可通過 方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。

（2）基態(tài)鐵原子有 個(gè)未成對電子，三價(jià)鐵離子的電子排布式為： 可用硫氰化鉀奉驗(yàn)三價(jià)鐵離子，形成配合物的顏色為

（3）新制備的氫氧化銅可將乙醛氧化為乙酸，而自身還原成氧化亞銅，乙醛中碳原子的雜化軌道類型為 ；一摩爾乙醛分子中含有的σ鍵的數(shù)目為： 。乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛，其主要原因是： 。氧化亞銅為半導(dǎo)體材料，在其立方晶胞內(nèi)部有四個(gè)氧原子，其余氧原子位于面心和頂點(diǎn)，則該晶胞中有 個(gè)銅原子。

（4）鋁單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a＝0．405nm，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為 。列式表示鋁單質(zhì)的密度 g·cm－3(不必計(jì)算出結(jié)果)

 

Answer 1

（1）X射線衍射；（2）4個(gè)；血紅色；（3）sp3；sp2；6NA；乙酸的分子間存在氫鍵，增加了分子之間的相互作用；16；（4）12；

【解析】

試題分析：（2）從外觀無法區(qū)分三者，但是用X光照射會(huì)發(fā)現(xiàn)：晶體會(huì)對x射線發(fā)生衍射，而非晶體不會(huì)對x射線發(fā)生衍射。準(zhǔn)晶體介于二者之間。因此通過有無衍射現(xiàn)象即可確定。（2）26號元素Fe核外電子排布是1s22s22p63s23p63d64s2,即可見在基態(tài)Fe原子上有4個(gè)個(gè)未成對的電子，當(dāng)Fe原子失去4s的2個(gè)電子后，再失去1個(gè)3d電子就得到了Fe3+. 因此Fe3+的電子排布式是1s22s22p63s23p63d5. Fe3+與SCN-形成的多種配位化合物的顏色但是血紅色的�？衫�用這一性質(zhì)來檢驗(yàn)Fe3+。（3）新制的Cu(OH)2在加入時(shí)可將乙醛(CH3CHO)氧化為乙酸，而它自身則被還原為磚紅色的Cu2O。反應(yīng)的方程式是：CH3CHO+ 2Cu(OH)2=CH3COOH+Cu2O↓+2H2O。在分子乙醛中，甲基碳原子的雜化軌道類型為上是sp3雜化 ；而醛基上碳原子是sp2雜化；乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛，其主要原因是 乙酸的相對分子質(zhì)量比乙醛大，而且在分子間存在氫鍵，增加了分子之間的相互作用，所以沸點(diǎn)比乙醛高。在Cu2O的一個(gè)晶胞中含有的O原子的個(gè)數(shù)是：4+8×1/8+6×1/2=8.由于Cu:O=2:1.因此在一個(gè)晶胞中含有的Cu原子的個(gè)數(shù)是16個(gè)。（4）在Al晶體的一個(gè)晶胞中與它距離相等且最近的Al原子在通過這個(gè)頂點(diǎn)的三個(gè)面心上，而通過一個(gè)頂點(diǎn)可以形成8個(gè)晶胞，由于每個(gè)面重復(fù)數(shù)了2次，所以在晶胞中原子的配位數(shù)為（3×8）÷2=12.在一個(gè)晶胞中含有的Al原子的個(gè)數(shù)是8×1/8+6×1/2=4.因此Al單質(zhì)的密度g/cm3.

考點(diǎn)：考查晶體、非晶體、準(zhǔn)晶體的區(qū)分方法、原子結(jié)構(gòu)、離子的檢驗(yàn)、金屬晶體的密度計(jì)算的知識。