题目内容

〔化学—选修3:物质结构与性质〕(15分)
早期发现的一种天然准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe元素组成。回答下列问题:
(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过             方法区分晶体、准晶体和非晶体。
(2)基态铁原子有        个未成对电子,三价铁离子的电子排布式为:            可用硫氰化钾奉验三价铁离子,形成配合物的颜色为             
(3)新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸,而自身还原成氧化亚铜,乙醛中碳原子的杂化轨道类型为 ;一摩尔乙醛分子中含有的σ键的数目为:              。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是:                       。氧化亚铜为半导体材料,在其立方晶胞内部有四个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有             个铜原子。
(4)铝单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405nm,晶胞中铝原子的配位数为            。列式表示铝单质的密度               g·cm-3(不必计算出结果)

(1)X射线衍射;(2)4个;血红色;(3)sp3;sp2;6NA;乙酸的分子间存在氢键,增加了分子之间的相互作用;16;(4)12;

解析试题分析:(2)从外观无法区分三者,但是用X光照射会发现:晶体会对x射线发生衍射,而非晶体不会对x射线发生衍射。准晶体介于二者之间。因此通过有无衍射现象即可确定。(2)26号元素Fe核外电子排布是1s22s22p63s23p63d64s2,即可见在基态Fe原子上有4个个未成对的电子,当Fe原子失去4s的2个电子后,再失去1个3d电子就得到了Fe3+. 因此Fe3+的电子排布式是1s22s22p63s23p63d5. Fe3+与SCN-形成的多种配位化合物的颜色但是血红色的。可利用这一性质来检验Fe3+。(3)新制的Cu(OH)2在加入时可将乙醛(CH3CHO)氧化为乙酸,而它自身则被还原为砖红色的Cu2O。反应的方程式是:CH3CHO+ 2Cu(OH)2=CH3COOH+Cu2O↓+2H2O。在分子乙醛中,甲基碳原子的杂化轨道类型为上sp3杂化 ;而醛基上碳原子是sp2杂化;乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是 乙酸的相对分子质量比乙醛大,而且在分子间存在氢键,增加了分子之间的相互作用,所以沸点比乙醛高。在Cu2O的一个晶胞中含有的O原子的个数是:4+8×1/8+6×1/2=8.由于Cu:O=2:1.因此在一个晶胞中含有的Cu原子的个数是16个。(4)在Al晶体的一个晶胞中与它距离相等且最近的Al原子在通过这个顶点的三个面心上,而通过一个顶点可以形成8个晶胞,由于每个面重复数了2次,所以在晶胞中原子的配位数为(3×8)÷2=12.在一个晶胞中含有的Al原子的个数是8×1/8+6×1/2=4.因此Al单质的密度g/cm3.
考点:考查晶体、非晶体、准晶体的区分方法、原子结构、离子的检验、金属晶体的密度计算的知识。

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