题目内容
下图为CaF2、H3BO3(层状结构,层内的H3BO3分子通过氢键结合)、金属铜三种晶体的结构示意图,请回答下列问题:
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图Ⅲ 铜晶体中铜原子堆积模型
(1)图Ⅰ所示的CaF2晶体中与Ca2+最近且等距离的F-数为________________,图Ⅲ中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为________________________________________________________________________。
(2)图Ⅱ所示的物质结构中最外能层已达8电子结构的原子是________,H3BO3 晶体中B原子个数与极性键个数比为____________。
(3)金属铜具有很好的延展性、导电性、传热性,对此现象最简单的解释是用________理论。
(4)三种晶体中熔点最低的是________(填化学式),其晶体受热熔化时,克服的微粒之间的相互作用为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)已知两个距离最近的Ca2+核间距离为a×10-8cm,结合CaF2晶体的晶胞示意图,CaF2晶体的密度为________________________________________________________________________。
答案 (1)8 12 (2)O 1∶6 (3)金属键
(4)H3BO3 分子间作用力 (5)
g·cm-3
解析 (1)CaF2晶体中Ca2+的配位数为8,F-的配位数为4,Ca2+和F-个数比为1∶2,铜晶体中未标号的铜原子周围最紧邻的铜原子为上层1、2、3,同层的4、5、6、7、8、9,下层的10、11、12,共12个。
(2)图Ⅱ中B原子最外层三个电子形成三条共价键,最外层共6个电子,H原子达到2电子稳定结构,只有氧原子形成两条键达到8电子稳定。H3BO3晶体是分子晶体,相互之间通过氢键相连,每个B原子形成三条B—O极性键,每个O原子形成一条O—H极性价键,共6条极性键。
(3)金属键理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成整块晶体的电子气,被所有原子所共用,从而把所有的原子联系在一起,可以用来解释金属键的本质,金属的延展性、导电性、传热性。
(4)H3BO3晶体是分子晶体,熔点最低,熔化时克服了分子间作用力。
(5)一个晶胞中实际拥有的离子数:较小的离子数为8×1/8+6×1/2=4,而较大的离子为8个,从而确定晶胞顶点及六个面上的离子为Ca2+,晶胞内部的离子为F-,1个晶胞实际拥有4个“CaF2”,则CaF2晶体的密度为4×78 g·mol-1÷[(
a×10-8cm)3×6.02×1023mol-1]≈
g·cm-3。
某化学兴趣小组的同学学习了同周期元素性质递变规律后,设计了一套实验方案进行实验探究,并记录了有关实验现象如下表:
| 实验操作 | 实验现象 |
| Ⅰ.用砂纸打磨后的镁带与沸水反应,再向反应后溶液中滴加酚酞 Ⅱ.向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水 Ⅲ.钠与滴有酚酞溶液的冷水反应 Ⅳ.镁带与2 mol·L-1的盐酸反应 Ⅴ.铝条与2 mol·L-1的盐酸反应 Ⅵ.向AlCl3溶液滴加NaOH溶液至过量 | A.浮于水面,熔成一个小球,在水面上无定向 移动,随之消失,溶液变红色 B.产生气体,可在空气中燃烧,溶液变成浅红 色 C.反应不十分强烈,产生的气体可以在空气中 燃烧 D.剧烈反应,产生可燃性气体 E.生成白色胶状沉淀,进而沉淀消失 F.生成淡黄色沉淀 |
请你帮助该同学整理并完成实验报告
(1)实验目的:___________________________________________________。
(2)实验用品:仪器①______________、②____________、③____________、④试管夹、⑤镊子、⑥小刀、⑦玻璃片、⑧砂纸、⑨胶头滴管等。
药品:钠、镁带、铝条、2 mol·L-1的盐酸、新制的氯水、新制的饱和H2S溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液等。
(3)请你写出上述的实验操作与对应的现象
Ⅰ________、Ⅱ________、Ⅲ________、Ⅳ________、Ⅴ________、Ⅵ________。(用A~F表示)
写出实验操作Ⅱ、Ⅵ的离子反应方程式
实验Ⅱ________________________________________________________________________;
实验Ⅵ________________________________________________________________________。
(4)实验结论:___________________________________________________。