Question

13．根据已学物质结构与性质的有关知识，回答下列问题：
（1）请写出第三周期元素中p轨道上有3个未成对电子的元素符号：P，某元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”，其原子的外围电子排布是4s²4p⁴，该元素的名称是硒．
（2）根据价层电子对互斥理论推测下列离子或分子的空间立体构型：H₃O⁺三角锥形，BF₃正三角形．
（3）向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液，写出有关反应的离子方程式Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺、Cu（OH）₂+4NH₃=Cu（NH₃）₄²⁺+2OH^-．
（4）金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示．则体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为1：2；若两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同，则体心立方晶胞和面心立方晶胞的密度之比为3$\sqrt{6}$：8．

Answer 1

分析 （1）第三周期元素中p轨道上有3个未成对电子，则最外层电子排布为3s²3p³，外围电子排布是4s²4p⁴，位于周期表第四周期ⅥA族；
（2）根据VSEPR模型，计算价层电子对数，据此判断分子空间构型；
（3）向硫酸铜溶液中加入氨水，氨水先和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，继续添加氨水，氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物；
（4）利用均摊法计算晶胞中含有的原子个数；晶胞的密度等于晶胞中铁原子的质量与体积的比．

解答 解：（1）第三周期元素中p轨道上有3个未成对电子，则最外层电子排布为3s²3p³，应为P元素，外围电子排布是4s²4p⁴，位于周期表第四周期ⅥA族，为硒元素，
故答案为：P； 硒；
（2）根据VSEPR模型得，H₃O⁺的价层电子对=3+$\frac{1}{2}$（6-1-3×1）=4，有1个孤电子对，所以是三角锥形；BF₃的价层电子对=3，且不存在孤电子对，所以是正三角形，
故答案为：三角锥形、正三角形；
（3）氨水和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，当氨水过量时，氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物，所以难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液：Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；Cu（OH）₂+4NH₃=Cu（NH₃）₄²⁺+2OH^-，
故答案为：Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；Cu（OH）₂+4NH₃=Cu（NH₃）₄²⁺+2OH^-；
（4）体心立方晶胞中铁原子个数=1+8×$\frac{1}{8}$=2；面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数=6×$\frac{1}{6}$+8×$\frac{1}{8}$=4，所以体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比1：2；
设体心立方中晶胞的棱长为x，铁原子的直径为A，则3x²=（2A）²，解得x=$\frac{2\sqrt{3}A}{3}$；
铁原子直径=A，所以其晶胞体积=R³，面心立方中晶胞的对角线为2A，则其边长=$\sqrt{2}$A，其晶胞体积=2$\sqrt{2}$A³．
体心立方的密度与面心立方的密度之比=$\frac{2m}{{（\frac{2\sqrt{3}A}{3}）}^{3}}$：$\frac{4m}{2{\sqrt{2}A}^{3}}$=3$\sqrt{6}$：8，
故答案为：1：2； 3$\sqrt{6}$：8．

点评 本题考查考查较为综合，侧重考查学生的分析、计算能力，涉及微粒的空间构型的判断、晶胞的密度等知识点，难点是计算晶胞的密度，能正确解答晶胞的体积是解本题的关键，知道体心立方和面心立方中哪三个原子紧密相连即可分析解答，难度较大．