Question

5．已知A、B、C、D都是元素周期表中前36号的元素．A元素的一种核素没有中子．B的基态原子核外电子有9种不同的运动状态；C元素是无机非金属材料的主角，它的单质可以用作电脑芯片；D元素是地壳中含量第二的金属元素．请回答：
（1）A与C形成的最简单化合物的分子式是SiH₄，分子的立体结构是正四面体，难溶 （填“易溶”或“难溶”）于水．
（2）B与C形成的化合物O显负价（填元素符号）；B与C形成的化合物
晶体类型是原子晶体．
（3）D的+3价离子的价电子排布图为3d⁵，检验该离子的方法是：取被鉴别的溶液少许于试管中，滴加1-2滴KSCN溶液，若溶液变成血红色，则该溶液中含有Fe³⁺．
（4）由C原子构成的晶体中微粒间作用力是共价键，如图是由C单质构成的晶体的一个晶胞，若设该晶胞的边长为a cm，N_A表示阿伏加德罗常数，则该晶体的密度是$\frac{224}{{N}_{A}{a}^{3}}$g/cm³（只要求列出算式）．

Answer 1

分析 A、B、C、D都是元素周期表中前36号的元素．A元素的一种核素没有中子，则A为H元素；B的基态原子核外电子有9种不同的运动状态，则B为F元素；C元素是无机非金属材料的主角，它的单质可以用作电脑芯片，则C为Si；D元素是地壳中含量第二的金属元素，则D为Fe，
（1）A与C形成化合物为SiH₄，根据Si原子的价层电子对数判断，结合水分子为极性分子判断；
（2）二氧化硅中，O元素为负价，二氧化硅属于原子晶体；
（3）Fe属于第VIII族元素，亚铁离子核外有24个电子，铁离子核外有23个电子，据此写出其核外电子排布式；通常用硫氰化钾溶液检验铁离子；
（4）非金属单质中原子间以共价键结合；利用均摊法计算晶胞中原子个数，再求出晶胞的质量，然后根据ρ=$\frac{m}{V}$计算

解答 解：A、B、C、D都是元素周期表中前36号的元素．A元素的一种核素没有中子，则A为H元素；B的基态原子核外电子有9种不同的运动状态，则B为F元素；C元素是无机非金属材料的主角，它的单质可以用作电脑芯片，则C为Si；D元素是地壳中含量第二的金属元素，则D为Fe，
（1）A与C形成化合物为SiH₄，SiH₄中Si原子的价层电子对数为4，没有孤电子对，属于sp³杂化，分子的空间构型为正四面体；SiH₄分子结构对称，正负电荷中心重叠属于非极性分子，则SiH₄难溶于极性溶剂水，
故答案为：SiH₄；正四面体；难溶；
（2）B与C分别为O、Si元素，二者形成的化合物为二氧化硅，二氧化硅中O元素显负价；二氧化硅属于原子晶体，
故答案为：O；原子晶体；
（3）Fe属于第VIII族元素，铁离子核外有23个电子，电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，其价电子排布式为：3d⁵；
用KSCN溶液检验铁离子具体方法：取被鉴别的溶液少许于试管中，滴加1-2滴KSCN溶液，若溶液变成血红色，则该溶液中含有Fe³⁺，
故答案为：3d⁵；取被鉴别的溶液少许于试管中，滴加1-2滴KSCN溶液，若溶液变成血红色，则该溶液中含有Fe³⁺；
（4）C为硅元素，其单质中硅原子间以共价键结合；晶胞中Si原子的数目为$\frac{1}{8}$×8+$\frac{1}{2}$×6+4=8，则晶胞的质量为：$\frac{8×28}{{N}_{A}}$g，晶胞的体积为V=a³cm³；
所以ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{8×28}{{N}_{A}}}{{a}^{3}}$g/cm³=$\frac{224}{{N}_{A}{a}^{3}}$g/cm³；
故答案为：共价键；$\frac{224}{{N}_{A}{a}^{3}}$．

点评 本题考查了晶胞计算，涉及晶体类型判断、元素推断、晶胞密度计算等知识，题目难度中等，推断元素为解答关键，注意掌握均摊法在晶胞计算中的应用，试题培养了学生的逻辑推理能力及化学计算能力．