题目内容

18．准晶体亦称为准晶或拟晶，是一种介于晶体和非晶体之间的固体结构．
（1）有一种由铝、铜、铁三种元素构成的天然准晶体化合物，分析该准晶体组成的一种简单方法是先将该准晶体进行粉碎，然后按如程序进行实验：
第1步：称取38.99g 准晶体，让其与足量的NaOH溶液充分反应，在标准状况下，收集得到21.84L 氢气．
第2步：将1步反应后的浊液过滤出固体，用蒸馏水洗涤，逐滴滴入6mol/L盐酸，当加入的盐酸的体积为40mL时，固体不再溶解．
①铝、铁的第一电离能的大小关系为Fe＞Al（用元素符号表示）．
②根据以上实验可确定该准晶体的化学式为Al65Cu23Fe12．
（2）锰与一种短周期元素A形成的凝固态是一种准晶，已知A最外层子数等于其电子层数，且其中含有成对和不成对电子．
①锰原子在基态时的核外电子排布式为[Ar]3d64s2．
②锰与A在准晶体中的结合力为金属键．（离子键、共价键、金属键、分子间作用力）
③锰与A形成的准晶结构如图所示，则该准晶体的化学式为MnAl12．
④过渡金属配合物Mn2（CO）n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为34，则n=10．

分析 （1）①金属性越强，金属越易失电子，第一电离能越小；
②与足量的NaOH溶液充分反应，只有Al与氢氧化钠溶液反应，根据氢气求出Al的物质的量和质量，剩余固体加盐酸，其中的Fe与盐酸反应，根据盐酸的物质的量求出Fe的物质的量和质量，由总质量求出Cu的质量，利用物质的量之比等于原子个数比计算；
（2）已知A最外层子数等于其电子层数，且其中含有成对和不成对电子，若含有2个电子层，则为Be，Be没有未成对电子，不符合，若含有三个电子层，则为Al元素，Al含有成对和不成对电子，符合，所以A为Al元素；
①Mn为25号元素，核外有25个电子，根据构造原理书写；
②Mn与Al形成的合金中存在金属键；
③根据准晶体中Mn原子与Al原子个数判断；
④利用Mn的价电子数和CO提供电子对数计算得出，中心原子是锰原子，其价电子数是7，每个配体提供的电子数是2．

解答 解：（1）①金属性越强，金属越易失电子，第一电离能越小，金属性Al＞Fe，则第一电离能：Fe＞Al；
故答案为：Fe＞Al；
②与足量的NaOH溶液充分反应，只有Al与氢氧化钠溶液反应，已知生成21.84L 氢气，则n（H2）=$\frac{21.84L}{22.4L/mol}$=0.975mol，则n（Al）=$\frac{2}{3}$n（H2）=0.65mol，
剩余固体加盐酸，其中的Fe与盐酸反应，盐酸的物质的量为n（HCl）=6mol/L×0.04L=0.24mol，则n（Fe）=0.12mol，
m（Cu）=38.99-0.65×27-0.12×56=14.72g，则n（Cu）=$\frac{14.72g}{64g/mol}$=0.23mol，
化学式中原子个数比：N（Al）：N（Cu）：N（Fe）=0.65mol：0.23mol：0.12mol=65：23：12，则该物质的化学式为Al65Cu23Fe12；
故答案为：Al65Cu23Fe12；
（2）已知A最外层子数等于其电子层数，且其中含有成对和不成对电子，若含有2个电子层，则为Be，Be没有未成对电子，不符合，若含有三个电子层，则为Al元素，Al含有成对和不成对电子，符合，所以A为Al元素；
①Mn为25号元素，核外有25个电子，根据构造原理书写电子排布式为：[Ar]3d64s2；
故答案为：[Ar]3d64s2；
②Mn与Al形成的合金中金属原子之间通过金属键结合；
故答案为：金属键；
③由图可知准晶体中含有一个Mn原子和12个Al原子个数，则该准晶体的化学式为MnAl12；
故答案为：MnAl12；
④中心原子是锰原子，其价电子数是7，每个配体提供的电子数是2，则7×2+2n=34，得n=10；
故答案为：10．

点评 本题考查了物质化学式的确定、第一电离能、电子排布式、配位键等，题目涉及的知识点较多，题目难度中等，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力．

练习册系列答案
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