Question

【題目】已知X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于48。X的一種1∶1型氫化物分子中既有σ鍵又有π鍵。Z是金屬元素，Z的單質和化合物有廣泛的用途。已知Z的核電荷數小于28，且次外層有2個未成對電子。工業上利用ZO2和碳酸鋇在熔融狀態下制取化合物M(M可看做一種含氧酸鹽)。M有顯著的“壓電性能”，應用于超聲波的發生裝置。經X射線分析，M晶體的最小重復單元為正方體(如圖)，邊長為4.03×10－10 m，頂點位置為Z4＋所占，體心位置為Ba2＋所占，所有棱心位置為O2－所占。

(1)Y在周期表中位于________________；

(2)與鋇同族的鎂鈣鍶的碳酸鹽受熱分解的溫度從上至下逐漸_______填“升高”或“降低”），原因是______________________________。

(3)①制備M的化學方程式是__________________________________。

②在M晶體中，若將Z4＋置于正方體的體心，Ba2＋置于正方體的頂點，則O2－處于正方體的________。

③在M晶體中，Z4＋的氧配位數為________。

④已知O2－半徑為1.40×10－10 m，則Z4＋半徑為____________________m。

Answer 1

【答案】 第四周期第ⅡA族 升高 它們的碳酸鹽的熱分解是由于晶體中的陽離子結合碳酸根離子中的氧離子，放出二氧化碳分子的結果，從鎂離子到鋇離子隨著半徑逐漸增大，結合氧離子的能力逐漸減弱，所以從上至下碳酸鹽受熱分解的溫度逐漸升高 TiO2＋BaCO3(熔融)===BaTiO3＋CO2↑ 面心 6 6.15×10－11

【解析】Z的核電荷數小于28,且次外層有2個未成對電子,其價層電子排布應當是,所以Z為Ti元素,X的一種型氫化物分子中既有鍵又有鍵,應為,則X為C元素,X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于48,則Y的原子序數為20,應為Ca元素；

(1)Y為Ca元素,原子序數為20,原子核外有4個電子層,最外層電子數為2,則應位于周期表第四周期、第ⅡA族；正確答案:第四周期、第ⅡA族。

（2）與鋇同族的鎂、鈣、鍶的碳酸鹽受熱分解的溫度從上至下逐漸升高，這是因為它們的碳酸鹽的熱分解是由于晶體中的陽離子結合碳酸根離子中的氧離子，放出二氧化碳分子的結果，從鎂離子到鋇離子隨著半徑逐漸增大，結合氧離子的能力逐漸減弱，所以從上至下碳酸鹽受熱分解的溫度逐漸升高；正確答案：升高； 它們的碳酸鹽的熱分解是由于晶體中的陽離子結合碳酸根離子中的氧離子，放出二氧化碳分子的結果，從鎂離子到鋇離子隨著半徑逐漸增大，結合氧離子的能力逐漸減弱，所以從上至下碳酸鹽受熱分解的溫度逐漸升高。

(3)①根據題意知M為,反應的化學方程式為TiO2＋BaCO3(熔融)===BaTiO3＋CO2↑；正確答案: TiO2＋BaCO3(熔融)===BaTiO3＋CO2↑。

②在晶體中,若將置于立方體的體心,置于立方體的頂點,則只能處于立方體的面心；正確答案：面心。

③由晶胞可以知道,每個周圍有6個,所以的氧配位數為6；正確答案:6。

④設的半徑為r,則有,則；正確答案:。