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14.第四周期過渡金屬及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應用廣泛.請回答下列問題:
(1)鎳在周期表中的位置第四周期第Ⅷ族,Fe2+的價電子有6種不同運動狀態(tài)的電子.
(2)NiO、FeO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同,Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為69pm和78pm,則熔點FeO<NiO (填“<”或“>”),解釋原因NiO和FeO均為離子晶體,它們的陰陽離子所帶電荷均相同,但Ni2+半徑小,因而NiO晶體晶格能大,所以熔沸點高于FeO;
(3)通過X射線推測膽礬中既含有配位鍵,又含有氫鍵,其結構示意圖可簡單表示如圖1:
①礬的化學式用配合物的形式表示為[Cu(H2O)4]SO4•H2O.
②實驗測得冰中氫鍵的作用力為18.5kJ/mol,而冰的熔化熱為5.0kJ/mol,這說明氫鍵沒有完全被破壞;
(4)鐵有δ、γ、α三種同素異形體,各晶胞如圖2:
①則δ、γ、α三種晶胞中鐵原子的配位數之比為4:6:3.
②設α-Fe晶胞邊長為a cm,δ-Fe晶胞邊長為b cm,計算確定α-Fe和δ-Fe兩種晶體的密度比為:b3:2a3.(用a、b的代數式表示)
③如已知γ型晶體鐵的密度為ag/cm3,鐵的摩爾質量為bg/mol,則鐵原子的半徑r=$\frac{\sqrt{2}}{4}$×$\root{3}{\frac{4b}{a{N}_{A}}}$cm(列式計算,NA表示阿伏伽德羅常數值)

分析 (1)鎳在周期表中的位置:第四周期第Ⅷ族,Fe2+的價電子排布式為3d6;
(2)離子所帶電荷相同,陰離子均為氧離子,陽離子離子半徑越大,晶格能越小,熔點越低;
(3)①Cu2+與水分子之間形成配位鍵,硫酸根與水分子之間形成氫鍵,配離子之間通過氫鍵理解;
②實驗測得冰中氫鍵的作用力為18.5kJ/mol,而冰的熔化熱為5.0kJ/mol,說明氫鍵沒有完全破壞;
(4)①δ-Fe為體心立方密堆積,配位數為8,γ-Fe為面心立方密堆積,配位數為12,α=Fe為簡單立方堆積,配位數為6;
②利用均攤法計算晶胞中Fe原子數目,進而計算晶胞質量,根據ρ=$\frac{m}{V}$計算晶胞密度;
③利用均攤法計算晶胞中Fe原子數目,進而計算晶胞質量,根據V=$\frac{m}{ρ}$計算晶胞體積,晶胞棱長=$\root{3}{V}$,處于面對角線上的原子相鄰,則4r=$\root{3}{V}$×$\sqrt{2}$.

解答 解:(1)鎳在周期表中的位置:第四周期第Ⅷ族,Fe2+的價電子排布式為3d6,價電子有6種不同運動狀態(tài)的電子,故答案為:第四周期第Ⅷ族;6;
(2)NiO和FeO均為離子晶體,它們的陰陽離子所帶電荷均相同,但Ni2+半徑小,因而NiO晶體晶格能大,所以熔沸點高于FeO,
故答案為:<;NiO和FeO均為離子晶體,它們的陰陽離子所帶電荷均相同,但Ni2+半徑小,因而NiO晶體晶格能大,所以熔沸點高于FeO;
(3)①Cu2+與水分子之間形成配位鍵,硫酸根與水分子之間形成氫鍵,配離子之間通過氫鍵理解,膽礬的化學式為:[Cu(H2O)4]SO4•H2O,故答案為:[Cu(H2O)4]SO4•H2O;
②實驗測得冰中氫鍵的作用力為18.5kJ/mol,而冰的熔化熱為5.0kJ/mol,說明氫鍵沒有完全破壞,故答案為:氫鍵沒有完全被破壞;
(4)①δ-Fe為體心立方密堆積,配位數為8,γ-Fe為面心立方密堆積,配位數為12,α=Fe為簡單立方堆積,配位數為6,則δ、γ、α三種晶胞中鐵原子的配位數之比為8:12:6=4:6:3,故答案為:4:6:3;
②設α-Fe晶胞邊長為a cm,體積為(a cm)3,晶胞中Fe原子數目為8×$\frac{1}{8}$=1,晶胞質量為$\frac{56}{{N}_{A}}$g,故晶體密度為$\frac{56}{{N}_{A}}$g÷(a cm)3=$\frac{56}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm3,
δ-Fe晶胞邊長為b cm,體積為(b cm)3,晶胞中Fe原子數目為1+8×$\frac{1}{8}$=2,晶胞質量為$\frac{2×56}{{N}_{A}}$g,故晶體密度為為$\frac{2×56}{{N}_{A}}$g÷(b cm)3=$\frac{2×56}{^{3}{N}_{A}}$g/cm3,
則α-Fe和δ-Fe兩種晶體的密度比為 $\frac{56}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm3:$\frac{2×56}{^{3}{N}_{A}}$g/cm3=b3:2a3,
故答案為:b3:2a3;
③γ型晶體鐵晶胞中Fe原子數目為6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4,晶胞質量為$\frac{4×b}{{N}_{A}}$g,γ型晶體鐵的密度為ag/cm3,晶胞體積為$\frac{4×b}{{N}_{A}}$g÷ag/cm3=$\frac{4b}{a{N}_{A}}$cm3,則晶胞棱長=$\root{3}{\frac{4b}{a{N}_{A}}}$cm,處于面對角線上的原子相鄰,則4r=$\root{3}{\frac{4b}{a{N}_{A}}}$cm×$\sqrt{2}$,故r=$\frac{\sqrt{2}}{4}$×$\root{3}{\frac{4b}{a{N}_{A}}}$cm,
故答案為:$\frac{\sqrt{2}}{4}$×$\root{3}{\frac{4b}{a{N}_{A}}}$.

點評 本題是對物質結構的考查,涉及核外電子排布、晶體類型與性質、配合物、氫鍵、晶胞計算等,需要學生具備扎實的基礎與一定的數學計算能力,難度中等.

練習冊系列答案
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4.如表中評價合理的是( 。
選項化學反應及其離子方程式評  價
ANaHSO4溶液與Ba(OH)2溶液反應至 SO42-沉淀完全:
2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
正 確
B向碳酸鎂溶液中加入足量稀鹽酸:
CO32-+2H+=CO2↑+H2O
錯誤,碳酸鎂不應寫成離子形式
C向沸水中滴加飽和的氯化鐵溶液至液體變?yōu)榧t褐色:
Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+
正 確
DNaOH溶液中通入少量CO2反應:OH-+CO2=HCO3-正 確
A.AB.BC.CD.D

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5.當將濃氨水靠近氯氣時,可以看到白煙(NH4Cl)生成,所以工廠里常用濃氨水來檢 驗氯氣管道是否泄漏.在此反應中:氯氣和氨氣可發(fā)生如下反應 8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2,
(1)該反應中氧化劑是Cl2,被氧化的是N元素.
(2)若產生標準狀況下 N233.6L,則被氧化的還原劑的物質的量為3mol.
(3)用雙線橋法標出上述反應電子轉移的方向與數目.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

2.(1)1mol H2O的摩爾質量為18g/mol;
(2)2mol H2SO4中含有2NA個H2SO4分子,4NA個氫離子.
(3)4.9g H2SO4的物質的量0.05mol.
(4)0.5mol CaCO3的質量50g.
(5)2.16g X2O5中含有0.1mol 氧原子,則X的相對原子質量為28;
(6)0.8g某物質含有3.01×1022個分子,該物質的相對分子的質量約為16;
(7)含有相同分子個數的SO2和SO3,其質量比為4:5.
(8)在標準狀況下,體積為6.72L的NO和NO2混合氣,質量為11.88g,則NO和NO2的體積比為2:3.
(注意:有單位的必須寫出單位,單位不寫不給分)

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

9.有關比較中,大小順序排列不正確的是( 。
A.物質的熔點:石英>食鹽>冰
B.熱穩(wěn)定性:H2O>HI>HBr>HCl
C.分散系中分散質粒子的直徑:Fe(OH)3懸濁液>Fe(OH)3膠體>FeCl3溶液
D.微粒的半徑:Cl->Na+>Mg2+>Al3+

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

19.下列物質的保存方法不正確的是( 。
A.鈉保存在細口瓶中,并加煤油液封
B.氯水保存在棕色瓶中,并置于冷暗處
C.Na2CO3溶液保存在無色瓶中,塞橡皮塞
D.工業(yè)上將Cl2貯存在鋼瓶中

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

6.下列關于氯氣的說法中,正確的是(  )
A.是一種無色無味的氣體B.遇水蒸氣會形成白霧
C.和水反應生成兩種酸D.具有漂白性

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

3.下列關于膠體的說法中正確的是( 。
A.布朗運動是膠體特有的運動方式,只用肉眼就可以區(qū)別開膠體、濁液和溶液
B.向Fe(OH)3膠體中加入過量的稀硫酸,最終使膠體發(fā)生聚沉形成沉淀物
C.一般的,膠體微粒具有較大的表面積,能吸附某些離子而帶電荷,故在電場作用下會產生電泳現象
D.膠體不穩(wěn)定,靜置后容易產生沉淀

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

4.常溫下,下列溶液中,有關微粒的物質的量濃度關系正確的是( 。
A.1 mol•L-1  HCl溶液:c(Cl-)>c(H+)>c(OH-
B.1 mol•L-1 Na2CO3溶液:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-
C.1 mol•L-1 NaHCO3溶液:c(H+)+2c(H2CO3)=c(OH-)+c(CO32-
D.0.1 mol•L-1NaOH溶液與等體積pH=1的醋酸混合后的溶液中:c (CH3COO-)=c (Na+)>c (H+)=c (OH-

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