Question

10．有A、B、C、D四種元素，A元素的原子的所有能級具有相同的電子數(shù)，由B元素形成的單質(zhì)在常溫常壓為易揮發(fā)的液體，可從海水是提取，C及其合金是人類最早使用的金屬材料．D與A位于同一主族，是構(gòu)成地球上礦物質(zhì)的主要元素．請回答下列問題：
（1）元素A能形成多種單質(zhì)，其中的一種單質(zhì)能用作電極、潤滑劑與制造鉛筆等．A與D所形成的化合物屬于原子晶體，其中心原子是以sp³雜化成鍵；
（2）B的核外電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s²4p⁵，
（3）向含有C的硫酸鹽中逐滴滴加氨水，所觀察到的現(xiàn)象是先生成藍(lán)色沉淀，后沉淀溶解得到深藍(lán)色的透明溶液；再向上述溶液中加入乙醇，有Cu（NH₃）₄SO₄•H₂O；原因是銅氨絡(luò)合物在水中的溶解性大于在乙醇中的溶解性，析出銅氨絡(luò)合物；
（4）A的氫化物比D的氫化物相比，熔點(diǎn)高是的SiH₄（填化學(xué)式），理由是CH₄與SiH₄是組成與結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，CH₄比SiH₄的相對分子質(zhì)量要小，分子間的作用力要小，所以熔點(diǎn)要低
（5）下列說法正確的是c
a．晶體析出規(guī)則是晶格能高的晶體最后析出
b．銅型和鉀型都是密置層堆積方式
c．在干冰晶體中，每一個CO₂周圍有12個緊鄰的CO₂分子
d．鄰羥基苯甲醛的沸點(diǎn)比對羥基苯甲醛的沸點(diǎn)高
（6）如圖是金屬Ca和Cu所形成的某種合金的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，則該合金中Ca和Cu的原子個數(shù)比為1：5，已知兩個最近的Ca原子之間的距離為apm，則該合金的密度為$\frac{360}{{N}_{A}（a×1{0}^{-10}）{\;}^{3}}$g/cm³，（用含NA和a的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 有A、B、C、D四種元素，A元素的原子的所有能級具有相同的電子數(shù)，則A為C元素；由B元素形成的單質(zhì)在常溫常壓為易揮發(fā)的液體，可從海水是提取，則B為Br元素；C及其合金是人類最早使用的金屬材料，則C為Cu元素；D與A位于同一主族，是構(gòu)成地球上礦物質(zhì)的主要元素，則D為Si元素；
（1）A與D所形成的化合物屬于碳化硅，原子之間是通過共價鍵作用形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；根據(jù)價層電子對互斥理論確定中心原子雜化類型；
（2）Br是35號元素，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其基態(tài)原子核外電子排布式；
（3）硫酸銅溶液中加氨水先生成沉淀，氨水過量，沉淀溶解，生成絡(luò)離子；加乙醇降低晶體的溶解度；
（4）組成與結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，分子間的作用力越大，熔點(diǎn)越高；
（5）a．溶解度小的先析出晶體；
b．鉀型是非密置層堆積方式；
c．采用沿X、Y、Z三軸切割的方法判斷二氧化碳分子的個數(shù)．
d．能形成分子間氫鍵的物質(zhì)沸點(diǎn)較高；能形成分子內(nèi)氫鍵的物質(zhì)沸點(diǎn)較低；
（6）利用均攤法計算；先求出此晶胞含有原子數(shù)，然后根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算出密度；

解答 解：經(jīng)過分析可知：A為C元素，B為Br元素，C為Cu元素；D為Si元素；
（1）碳化硅原子之間是通過共價鍵作用形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，屬于原子晶體；碳化硅中的硅原與四個鄰近碳原子生成4個共價鍵，形成4個σ鍵，無孤電子對，碳原與四個鄰近硅原子生成4個共價鍵，形成4個σ鍵，無孤電子對，所以中心原子采取sp³雜化；
故答案為：原子；sp³；
（2）Br是35號元素，其基態(tài)原子核外電子排布式為：[Ar]3d¹⁰4s²4p⁵；
故答案為：[Ar]3d¹⁰4s²4p⁵；
（3）銅離子和氨水先生成氫氧化銅沉淀，離子方程式為：Cu²⁺+2NH₃•H₂O═Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺，氫氧化銅能溶于氨水生成銅氨絡(luò)合離子，離子方程式為：Cu（OH）₂+4NH₃═[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-，則觀察到的現(xiàn)象為先生成藍(lán)色沉淀，后沉淀溶解得到深藍(lán)色的透明溶液；銅氨絡(luò)合物在水中的溶解性大于在乙醇中的溶解性，析出銅氨絡(luò)合物，所以向溶液中加入乙醇，析出深藍(lán)色的晶體為Cu（NH₃）₄SO₄•H₂O；
故答案為：先生成藍(lán)色沉淀，后沉淀溶解得到深藍(lán)色的透明溶液；Cu（NH₃）₄SO₄•H₂O；銅氨絡(luò)合物在水中的溶解性大于在乙醇中的溶解性，析出銅氨絡(luò)合物；
（4）CH₄與SiH₄是組成與結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，CH₄比SiH₄的相對分子質(zhì)量要小，分子間的作用力要小，所以熔點(diǎn)要低；
故答案為：SiH₄；CH₄與SiH₄是組成與結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，CH₄比SiH₄的相對分子質(zhì)量要小，分子間的作用力要小，所以熔點(diǎn)要低；
（5）a．溶解度小的先析出晶體，與晶格能的大小無關(guān)，故a錯誤；
b．鉀型的空間利用率為68%是非密置層堆積方式，銅型的空間利用率是72%是密置層堆積方式，故b錯誤；
c．采用沿X、Y、Z三軸切割的方法判斷二氧化碳分子的個數(shù)為12，所以在CO₂晶體中，與每個CO₂分子周圍緊鄰的有12個CO₂分子，故c正確；
d．鄰羥基苯甲醛容易形成分子內(nèi)氫鍵，對羥基苯甲醛易形成分子間氫鍵，所以鄰羥基苯甲醛的沸點(diǎn)比對羥基苯甲醛的沸點(diǎn)低，故d錯誤；
故選c．
（6）利用均攤法計算可知，晶胞中Ca位于定點(diǎn)，N（Ca）=8×$\frac{1}{8}$=1，Cu位于面心和體心，共有N（Cu）=8×$\frac{1}{2}$+1=5，則該合金中Ca和Cu的原子個數(shù)比為1：5；一個晶胞中含有1個Ca原子，5個Cu原子360，則一個晶胞的質(zhì)量m=$\frac{360}{{N}_{A}}$g，一個晶胞的體積V=（a×10^-10cm）³，因此晶胞的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{360}{{N}_{A}（a×1{0}^{-10}）{\;}^{3}}$g/cm³，
故答案為：1：5；$\frac{360}{{N}_{A}（a×1{0}^{-10}）{\;}^{3}}$；

點(diǎn)評 本題考查核外電子排布、分子空間構(gòu)型、雜化類型的判斷、熔點(diǎn)比較、晶體的計算，但解題具有較強(qiáng)的方法性和規(guī)律性，學(xué)習(xí)中注意總結(jié)如何判斷分子空間構(gòu)型以及有關(guān)晶體計算等方法．