题目内容
5．
自然界存在丰富的碳、氮、硅、磷、铁等元素，它们可形成单质及许多化合物．按要求回答下列问题：（1）铁能与CO形成配合物Fe（CO）5，其熔点为-20.5℃，沸点为102℃，易溶于CCl4，据此判断Fe（CO）5晶体属于分子晶体（填晶体类型）．
（2）铁在元素周期表中位置是第四周期Ⅷ族，亚铁离子具有强还原性，从电子排布的角度解释，其原因是Fe2+的3d轨道有6个电子，失去1个电子后3d轨道电子排布处于半充满稳定状态．
（3）南海海底蕴藏着大量的天然气水化合物，俗称“可燃冰”．可燃冰是一种晶体，晶体中平均每46个H2O分子通过氢键构成8个笼，每个笼内可容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子．若晶体中每8个笼有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离的H2O分子填充．可燃冰的平均组成可表示为CH4•8H2O．
（4）亚磷酸（H3PO3与过量NaOH反应充分反应生成亚磷酸氢二钠（Na2HPO3），则亚磷酸氢二钠属于正盐（填“正”、“酸式”）．
（5）金刚石晶胞结构模型如图，立方BN结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当．在立方BN晶体中，B原子与N原子之间共价键与配位键的数目比为3：1；每个N原子周围最近且等距离的N原子数为12；如果阿佛加德罗常数近似取6×1023/mol，立方BN的密度为a g•cm-3，摩尔质量为b g•mol-1，计算晶体中最近的两个N原子间距离是$\frac{\sqrt{2}}{2}$$\root{3}{\frac{b}{150a}}$nm（用含a、b代数式表示）．
分析 （1）依据Fe（CO）5的熔沸点低，且易溶于四氯化碳判断晶体类型；
（2）铁的原子序数为26，在周期表中处于第四周期第VIII族；结合亚铁离子和铁离子的电子排布式进行判断；
（3）在“可燃冰”晶体中，每8个笼由46个H2O分子构成框架，其中容纳6个CH4分子和2个H2O分子，可判断每8个笼共48个H2O分子和6个CH4分子，据此推断可表示可燃冰的平均组成的化学式；
（4）H3PO3与过量NaOH反应充分反应生成亚磷酸氢二钠（Na2HPO3），则亚磷酸氢二钠（Na2HPO3）中无可以电离的氢离子；
（5）由金刚石的晶胞结构可知，晶胞内部有4个C原子，面心上有6个C原子，顶点有8个C原子，根据金刚石的结构判断，在BN晶体中，每个B原子和4个N原子形成共价键，B原子的配位数是4，B原子与N原子之间共价键的数目是12，一个晶胞中N原子数目为4；根据晶胞结构图，以晶胞顶点上的氮原子为例，与该氮原子距离最近的氮原子位于经过该顶点的面的面心上；根据V=$\frac{m}{ρ}$可计算出晶胞的体积，进而确定晶胞的边长，最近的两个N原子间距离是晶胞面对角线的$\frac{1}{2}$，据此计算．
解答 解：（1）Fe（CO）5的熔沸点低，且易溶于四氯化碳，依据分子晶体熔沸点低，且存在相似相溶原理，可知Fe（CO）5为分子晶体；
故答案为：分子晶体；
（2）铁为26号元素，元素在周期表中位于第四周期Ⅷ族；由于Fe2+的价电子3d6失去一个电子可形成3d5半充满稳定结构，所以Fe2+易被氧化成Fe3+，
故答案为：第四周期Ⅷ族；Fe2+ 的3d轨道有6个电子，失去1个电子后3d轨道电子排布处于半充满稳定状态；
（3）晶体中8个笼只有6个容纳CH4分子，另外2个笼被水分子填充，推出8个笼共有6个甲烷分子，46+2=48个水分子，则甲烷分子与水分子的个数之比=6：48=1：8，所以化学式为CH4•8H2O，
故答案为：CH4•8H2O；
（4）H3PO3与过量NaOH反应充分反应生成亚磷酸氢二钠（Na2HPO3），则亚磷酸氢二钠（Na2HPO3）中无可以电离的氢离子，为正盐，
故答案为：正；
（5）由金刚石的晶胞结构可知，晶胞内部有4个C原子，面心上有6个C原子，顶点有8个C原子，在BN晶体中，每个B原子和4个N原子形成共价键，B原子的配位数是4，B原子与N原子之间共价键的数目是12，所以B原子与N原子之间共价键的数目与配位键的数目比为 3：1，根据晶胞结构图，以晶胞顶点上的氮原子为例，与该氮原子距离最近的氮原子位于经过该顶点的面的面心上，这样的原子有12个，根据均摊可知，一个晶胞中N原子数目为 4，B原子数目也是4，根据V=$\frac{m}{ρ}$可知晶胞的体积V=$\frac{\frac{4b}{6×10{\;}^{23}}}{a}$cm3=$\frac{4b}{6×10{\;}^{23}a}$cm3，所以晶胞的边长为$\root{3}{\frac{4b}{6×10{\;}^{23}a}}$cm，最近的两个N原子间距离是晶胞面对角线的$\frac{1}{2}$，所以晶体中最近的两个N原子间距离是$\frac{1}{2}$$\sqrt{2}$×$\root{3}{\frac{4b}{6×10{\;}^{23}a}}$cm=$\frac{\sqrt{2}}{2}$$\root{3}{\frac{b}{150a}}$nm，
故答案为：3：1；12；$\frac{\sqrt{2}}{2}$$\root{3}{\frac{b}{150a}}$．
点评 本题考查了金属单质及其化合物的综合应用、晶体结构与性质、晶胞计算等知识，题目难度中等，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生的分析、理解能力及灵活应用能力，注意掌握常见金属单质及其化合物的性质，明确均摊法在晶胞计算中的应用．
| A． | 单质铁与水蒸气的反应 | B． | 铝片与氢氧化钠溶液的反应 | ||
| C． | 过氧化钠与二氧化碳的反应 | D． | 碳酸钠溶液与稀盐酸的反应 |
①Si（s）+3HCl（g）$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$SiHCl3（g）+H2（g）
②SiHCl3（g）+H2（g）$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$Si（s）+3HCl（g）
对上述反应下列说法中不正确的是（ ）
| A． | 制备的晶体硅可用于制作计算机芯片 | |
| B． | 该法制备高纯硅，可以综合利用氯气和氢气，使原料循环利用，生产成本低，效率高 | |
| C． | 该过程是把硅转化为SiHCl3与杂质分离，而后用氢气还原得到高纯硅 | |
| D． | 整个制备过程中若混有氧气可以不除去 |
氯化硫（S2Cl2）是一种黄红色液体，有刺激性、窒息性恶臭，熔点为-80℃，沸点137.1℃．在空气中强烈发烟，易与水发生水解反应．人们使用它作橡胶硫化剂，使橡胶硫化，改变生橡胶热发粘冷变硬的不良性能．在熔融的硫中通入氯气即可生成S2Cl2．如图是实验室用S和Cl2制备S2Cl2的装置（夹持装置、加热装置均已略去）．
．
| A． | 2 | B． | 3 | C． | 4 | D． | 5 |
| ① | ② | ③ | ④ |
| 0.1mol/L 盐酸 | pH=3 盐酸 | 0.1mol/L 氨水 | pH=11 氨水 |
| A． | 由水电离出的c（H+）：①＞③ | |
| B． | ③稀释到原来的100倍后，pH与④相同 | |
| C． | ①与③混合，若溶液pH=7，则V（盐酸）＞V（氨水） | |
| D． | ②与④混合，若溶液显碱性，则所得溶液中离子浓度可能为：c（NH4+）＞c（OH-）＞c（Cl-）＞c（H+） |
| A． | 氯气与明矾处理水的原理完全相同 | |
| B． | 从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现 | |
| C． | 植物通过光合作用将二氧化碳转化为糖是太阳能转变成热能的过程 | |
| D． | 铝比铁活泼，但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀 |
铬、钒、镨（Pr）、铈（Ce）等金属在工农业生产中有广泛的应用．