Question

14．Ⅰ、鎳（Ni）是一種重要的金屬，金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛．
（1）基態(tài)Ni原子的價(jià)電子（外圍電子）排布式為3d⁸4s²；
（2）很多不飽和有機(jī)物在Ni催化下可與H₂發(fā)生加成反應(yīng)．
如①CH₂=CH₂、②HC≡CH、③、④HCHO，其中碳原子采取sp²雜化的分子有①③④（填物質(zhì)序號(hào)），HCHO分子的立體結(jié)構(gòu)為平面三角形；
（3）Ni²⁺和Fe²⁺的半徑分別為69pm和78pm，則熔點(diǎn)NiO＞FeO（填“＜”或“＞”）；
（4）鎳常見化合價(jià)為+2、+3，在水溶液中通常只以+2 價(jià)離子的形式存在．+3價(jià)的鎳離子具有很強(qiáng)的氧化性，在水中會(huì)與水或酸根離子迅速發(fā)生氧化還原反應(yīng)．NiO（OH）溶于濃鹽酸的化學(xué)方程式為2NiO（OH）+6HCl（濃）=2NiCl₂+Cl₂↑+4H₂O．
Ⅱ、已知晶體CaF₂結(jié)構(gòu)如圖Ⅰ所示，圖Ⅱ?yàn)镠₃BO₃（硼酸）晶體結(jié)構(gòu)圖（層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)的H₃BO₃分子通過氫鍵結(jié)合），金屬銅形成晶體的結(jié)構(gòu)如Ⅲ所示．

（5）圖Ⅲ中銅原子形成的晶體中銅原子的配位數(shù)為12．
（6）圖Ⅱ所示的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中最外能層已達(dá)8電子結(jié)構(gòu)的原子是O，H₃BO₃晶體受熱熔化時(shí)，克服的微粒之間的相互作用為范德華力和氫鍵．
（7）圖Ⅰ中CaF₂晶體的密度為a g•cm^-3，則晶胞的體積是$\frac{312}{a{N}_{A}}$cm³（只要求列出計(jì)算式，阿伏加德羅常數(shù)用N_A表示）．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）Ni的原子序數(shù)為28，根據(jù)能量最低原理先寫出基態(tài)原子核外電子排布式，再寫出價(jià)電子排布式；
（2）根據(jù)碳原子含有的σ鍵和孤電子對(duì)判斷碳原子采取的雜化方式； 根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷甲醛的空間構(gòu)型；
（3）根據(jù)影響離子晶體熔點(diǎn)的因素有離子半徑和電荷判斷離子晶體的熔點(diǎn)高低；
（4）NiO（OH）具有氧化性，與鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
Ⅱ、（5）金屬銅采用面心立方最密堆積，其配位數(shù)=3×8×$\frac{1}{2}$；
（6）圖Ⅱ所示的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中最外能層已達(dá)8電子結(jié)構(gòu)的原子是O原子，H₃BO₃晶體受熱熔化時(shí)，克服的微粒之間的相互作用為范德華力和氫鍵；
（7）根據(jù)體積的計(jì)算公式V=$\frac{m}{ρ}$進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）Ni的原子序數(shù)為28，電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，則價(jià)電子排布式是3d⁸4s²，
故答案為：3d⁸4s²；
（2）①CH₂=CH₂中每個(gè)碳原子含有3個(gè)σ鍵，不含孤電子對(duì)，所以采取sp²雜化，故正確；
②HC≡CH中每個(gè)碳原子含有2個(gè)σ鍵，不含孤電子對(duì)，所以采取sp雜化，故錯(cuò)誤；
③中每個(gè)碳原子含有3個(gè)σ鍵，不含孤電子對(duì)，所以采取sp²雜化，故正確；
④HCHO中碳原子含有3個(gè)σ鍵，不含孤電子對(duì)，所以采取sp²雜化，故正確；
HCHO中碳原子含有3個(gè)σ鍵，不含孤電子對(duì)，所以其空間構(gòu)型是平面三角形；
故答案為：①③④； 平面三角；  
（3）影響離子晶體熔點(diǎn)的因素有離子半徑和電荷，相同電荷時(shí)，離子半徑越小，熔點(diǎn)越高，鎳離子半徑小于亞鐵離子半徑，所以氧化鎳熔點(diǎn)高于氧化亞鐵熔點(diǎn)，
故答案為：＞；
（4）NiO（OH）具有氧化性，與鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，化學(xué)方程式為2NiO（OH）+6HCl（濃）=2NiCl₂+Cl₂↑+4H₂O，
故答案為：2NiO（OH）+6HCl（濃）=2NiCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
Ⅱ、（5）金屬銅采用面心立方最密堆積，其配位數(shù)=3×8×$\frac{1}{2}$=12，故答案為：12；
（6）圖Ⅱ所示的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中最外能層已達(dá)8電子結(jié)構(gòu)的原子是O原子，H₃BO₃晶體為分子晶體，受熱熔化時(shí)，克服的微粒之間的相互作用為范德華力和氫鍵；
故答案為：O；范德華力和氫鍵；
（7）該晶胞中F離子個(gè)數(shù)=8，鈣離子個(gè)數(shù)=6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，則V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{\frac{40×4+19×8}{{N}_{A}}}{a}$cm³=$\frac{312}{a{N}_{A}}$cm³，
故答案為：$\frac{312}{a{N}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)中電子排布式、雜化類型、晶胞的計(jì)算，晶胞的計(jì)算利用均攤法解答，要熟練掌握，題目難度中等．