Question

4．瑪瑙是石英的變種，是由SiO₂沉積而成的隱晶質(zhì)石英，因含有Fe、Al、Ti、Mn和X等元素而呈現(xiàn)灰、白、紅、淡褐色等多種色彩．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）SiO₂分為晶態(tài)和無(wú)定形兩大類，可通過(guò)X射線衍射方法區(qū)分晶態(tài)SiO₂和無(wú)定形SiO₂．
（2）基態(tài)鐵原子的價(jià)電子排布圖為．
（3）SiO₂中Si和O兩種元素電負(fù)性大小關(guān)系為O＞Si，F(xiàn)e（OH）₃的堿性＜Al（OH）₃堿性．
（4）SiCl₄主要用于制硅酸酯類、有機(jī)硅單質(zhì)、高溫絕緣漆和硅橡膠．SiCl₄的熔點(diǎn)：203.2K，沸點(diǎn)：330.8K，下列關(guān)于SiCl₄的說(shuō)法正確的是（　�。�
A．SiCl₄為分子晶體
B．SiCl₄中Si的雜化方式為sp³雜化
C．SiCl₄的立體幾何構(gòu)型為三角錐形
D．SiCl₄中Si和Cl兩元素均達(dá)到8e^-穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
（5）金屬鈦有“生物金屬”、“現(xiàn)代金屬”和“戰(zhàn)略金屬”等美譽(yù)，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖：
①金屬鈦的空間利用率為74%，配位數(shù)為12．
②若其晶胞體積為V，阿伏加德羅常數(shù)的值用N_A表示，則金屬鈦的密度為$\frac{96}{V{N}_{A}}$g•cm^-3（只列式不計(jì)算）．

Answer 1

分析 （1）通過(guò)X射線衍射區(qū)分晶態(tài)SiO₂和無(wú)定形SiO₂；
（2）Fe原子價(jià)電子排布式為3d⁶4s²，結(jié)合泡利原理、洪特規(guī)則畫(huà)出價(jià)電子排布圖；
（3）非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大；金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)；
（4）SiCl₄的熔沸點(diǎn)比較低，屬于分子晶體，分子中Si原子形成4個(gè)Si-Cl鍵，Si原子沒(méi)有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為4，為正四面體結(jié)構(gòu)，分子中原子均滿足8電子結(jié)構(gòu)；
（5）①Ti是六方最密堆積；
②結(jié)合晶胞中原子數(shù)目，表示出晶胞的質(zhì)量，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算晶胞密度．

解答 解：（1）通過(guò)X射線衍射區(qū)分晶態(tài)SiO₂和無(wú)定形SiO₂，故答案為：X射線衍射；
（2）Fe原子價(jià)電子排布式為3d⁶4s²，結(jié)合泡利原理、洪特規(guī)則畫(huà)出價(jià)電子排布圖為，
故答案為：；
（3）非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，非金屬性O(shè)＞Si，則電負(fù)性O(shè)＞Si；金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，金屬性Al＞Fe，則堿性Fe（OH）₃＜Al（OH）₃，
故答案為：O＞Si；＜；
（4）A．SiCl₄的熔沸點(diǎn)比較低，屬于分子晶體，故A正確；
B．分子中Si原子形成4個(gè)Si-Cl鍵，Si原子沒(méi)有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為4，Si原子采用sp³雜化，故B正確；
C．根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論知，為正四面體結(jié)構(gòu)，故C錯(cuò)誤；
D．該分子中原子均滿足8電子結(jié)構(gòu)，故D正確，
故選：ABD；
（5）①Ti是六方最密堆積，空間利用率是74%，配位數(shù)為12，
故答案為：74%；12；
②晶胞質(zhì)量為2×$\frac{48}{{N}_{A}}$g，若其晶胞體積為V，則晶胞密度=2×$\frac{48}{{N}_{A}}$÷V=$\frac{96}{V{N}_{A}}$，
故答案為：$\frac{96}{V{N}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、元素周期律、分子結(jié)構(gòu)、晶體類型與性質(zhì)、晶胞計(jì)算等，（5）中空間利用率計(jì)算關(guān)鍵是理解原子半徑與晶胞棱長(zhǎng)關(guān)系．