Question

【題目】［化學―選修3：物質結構與性質］

早期發現的一種天然準晶顆粒由Al、Cu、Fe三種元素組成。回答下列問題：

（1）準晶是一種無平移周期序，但有嚴格準周期位置序的獨特晶體，可通過____________方法區分晶體、準晶體和非晶體。

（2）基態鐵原子有_____＿個未成對電子，三價鐵離子的電子排布式為______________。三價鐵離子比二價鐵離子的穩定性更好，原因是_____________。

（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_____________；乙酸的沸點明顯高于乙醛，其主要原因是_______________。

（4）在硫酸銅溶液中加入過量KCN，生成配合物［Cu(CN)4］2-，在形成配位鍵時，弧對電子由________元素提供。

（5）氧化亞銅為半導體材料，在其立方晶胞內部有四個氧原子，其余氧原子位于面心和頂點，則該晶胞中有________個銅原子。

（6）鋁單質為面心立方晶體，其晶胞邊長a=0.405nm，晶胞中鋁原子的配位數為____________。列式表示鋁單質的密度________g·cm-3（不必計算出結果）。

Answer 1

【答案】（1）X射線衍射；（2）4個；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；P=(4×27)/NA ×(4.05×10-8)3

【解析】試題分析：（1）從外觀無法區分三者，但是用X光照射會發現：晶體會對x射線發生衍射，而非晶體不會對x射線發生衍射。準晶體介于二者之間。因此通過有無衍射現象即可確定。（2）26號元素Fe核外電子排布是1s22s22p63s23p63d64s2,即可見在基態Fe原子上有4個個未成對的電子，當Fe原子失去4s的2個電子后，再失去1個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。可利用這一性質來檢驗Fe3+。（3）新制的Cu(OH)2在加入時可將乙醛(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；乙酸的沸點明顯高于乙醛，其主要原因是 乙酸的相對分子質量比乙醛大，而且在分子間存在氫鍵，增加了分子之間的相互作用，所以沸點比乙醛高。在Cu2O的一個晶胞中含有的O原子的個數是：4+8×1/8+6×1/2=8.由于Cu:O=2:1.因此在一個晶胞中含有的Cu原子的個數是16個。（4）在Al晶體的一個晶胞中與它距離相等且最近的Al原子在通過這個頂點的三個面心上，而通過一個頂點可以形成8個晶胞，由于每個面重復數了2次，所以在晶胞中原子的配位數為（3×8）÷2=12.在一個晶胞中含有的Al原子的個數是8 × 1/8+6 × 1/2=4.因此Al單質的密度P=" m/v" ="(4" × 27)/NA × (0.405 × 10-8)3 =" (4" × 27)/NA × (4.05 × 10-8)3g/cm3

考點:晶體結構和晶胞的相關簡單計算的基礎知識.